（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题四 第二讲 电磁感应综合问题

（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题四 第二讲 电磁感应综合问题内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 考查楞次定律的应用 (多选)(2015 全国卷)1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。 实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图 1 所示。 实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。 下列说法正确的是()图 1A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选 圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的 2、磁感线，产生感应电动势，选项 A 正确；如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项 B 正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项 C 错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，不会导致磁针转动，选项 D 错误。 2考查法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则的应用(2015重庆高考)图 2 为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为 n，面积为S。 若在 间内，匀强磁场平行于线圈轴 3、线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 145高中物理资源下载平台世昌的博客 ，则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差 a b()图 2A恒为2 B1) 0 均匀变化到2 B1)为2 B1) 0 均匀变化到2 B1) C根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势 En n ，由楞次定t (b 点电势高于 a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此 a、b 两点电势差恒为 a bn ，选项 C 正确。 (考查楞次定律、右手定则的应用(多选) (2015山东高考)如图 3，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。 现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。 在圆盘减速过程 4、中，以下说法正确的是()图 3A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析：选 据右手定则可判断靠近圆心处电势高，选项 A 正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，高中物理资源下载平台世昌的博客 ；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，选项 C 错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，选项D 正确。 考 5、点二 电磁感应中的图像问题4.考查电磁感应中感应电动势的图像(2015山东高考)如图 4 甲，R 0 为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。 左端连接在一周期为 正弦交流电源上，经二极管整流后，通过 电流 i 始终向左，其大小按图乙所示规律变化。 规定内圆环 a 端电势高于 b 端时，a、b 间的电压 列 )图 4解析：选 C由题图乙知，0 ，外圆环电流逐渐增大且 逐渐减小，根据安培定则，场逐渐增强且 逐渐减小，根据楞次定律知内圆环电势高，所以 ，根据法拉第电磁感应定律 知，u t 时， 0，所以 0，u ；同理可知 t时，u ，且|u T 0内重复 0的变化规律。 故选项 C 正确。 高中物理 6、资源下载平台世昌的博客 考查电磁感应中的电流图像(2014全国卷)如图 5(a)，线圈 ab、在同一软铁芯上，在 圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈 电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈 电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()图 5解析：选 C根据题图(b)可知：端在 0生恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均匀变化，即 为恒定不变，故选项 C 正确，A、B、D 错误。 考查电磁感应中的电流图像(2013全国卷)如图 6，在水平面 (纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab、 中ab、 a 点接触，构成“V”字型导轨。 空间存在垂直于纸面的 7、均匀磁场。 用力使 右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中 终与平分线垂直且和导轨保持良好接触。 下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线，可能正确的是 ()图 6高中物理资源下载平台世昌的博客 ：选 A设金属棒 右匀速运动的速度为 v，金属棒电阻率为 ，金属棒截面积为S，。 在 t 时刻 生的感应电动势为：E2，回路中电阻为 R，由 I 可得：I ，故选项 A 正确。 2 2S (1 )7考查电磁感应中的运动图像(2013全国卷)如图 7，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d L )的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方 8、向竖直向下。 导线框以某一初速度向右运动。 t0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。 下列 v t 图像中，可能正确描述上述过程的是()图 7解析：选 D由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边开始进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中时，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开始出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；导线框进、出磁场区域时，受到的安培力不断减小，导线框的加速度不断减小，所以可能正 9、确描述导线框运动过程的速度图像是 D。 考点三 电磁感应与电路知识的综合应用8. (2015安徽高考 )如图 8 所示，水平放置的平行 “ ”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计，已知金属高中物理资源下载平台世昌的博客 ，与导轨成 角，单位长度的电阻为 r，保持金属杆以速度 v 沿平行于 属杆滑动过程中与导轨接触良好 )。 则()图 8A电路中感应电动势的大小为B电路中感应电流的大小为属杆所受安培力的大小为属杆的热功率为解析：选 B金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为 El 为切割磁感线的有效长度)，选项 A 错误；电路 10、中感应电流的大小为 I ， r 正确；金属杆所受安培力的大小为 F B ，选项 C 错误；r I 2R ，选项 D 错误。 r2 (2015福建高考)如图 9，由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。 一接入电路电阻为 R 的导体棒水平拉力作用下沿 ab、速度 v 匀速滑动，滑动过程 终与 直，且与线框接触良好，不计摩擦。 在 靠近 向 动的过程中 ()图 9A电流先增大后减小B端电压先减小后增大C拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大解析：选 C设 侧金属线框的电阻为 r，则右侧电阻为 3Rr；当于电源，其高中物理资源下载平台 11、世昌的博客 ，则电路的外电阻为 R 外 ，当 r 时，R 外r(3R r)r (3R r) (r 3 (33R 3R，此时 于矩形线框的中心位置，即 靠近 向 动的过程中外电34阻先增大后减小。 的电流为干路电流 I ，可知干路电流先减小后增大，选 错误。 端的电压为路端电压 UEU 内 ，因 E变，U 内 减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项 B 错误。 拉力的功率大小等于安培力的功率大小，PF 安 v知因干路电流先减小后增大，拉力的功率也先减小后增大，选项C 正确。 线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为 R，小于内阻 R；34根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻 12、越接近内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项 D 错误。 10(2015江苏高考)做磁共振 (查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。 某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径 r5.0 圈导线的截面积 A阻率 m。 如图 10 所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度 B 在 0.3 s 内从 均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)图 10(1)该圈肌肉组织的电阻 R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势 E；(3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量 Q。 解析：(1)由电阻定律得 R ，代入数据得 R610 3。 2)感应电动势 E ，代入数据得 E410 2 V。 B)由焦耳定律得 Q t，代入数据得 Q810 8 J。 1)610 3 (2)410 2 V(3)8 108。