2020年高考物理二輪提分秘籍：電磁感應定律及其應用(學生版)

1、提分秘籍備戰(zhàn)高考2020年高考物理二輪復習熱點題型與提分秘籍專題14電磁感應定律及其應用題型一 楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用【題型解碼】理解誰"阻礙誰”及如何阻礙.（2）理解楞次定律的廣義形式，結(jié)果”阻礙 原因”.【典例分析1】（2020山東聊城模擬）航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的.電磁驅(qū)動原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去.現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成形狀、大小相同的兩個閉合環(huán)，且電阻率p銅 p鋁.閉合開關(guān)S的瞬間（）A.從左側(cè)看環(huán)中感應電流沿順時針方向B.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安

2、培力C.若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動D.電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射【典例分析 2】（2020山東等級考模擬）豎直放置的長直密繞螺線管接入如圖甲所示的電路中，通有俯視順時針方向的電流，其大小按圖乙所示的規(guī)律變化.螺線管內(nèi)中間位置固定有一水平放置的硬質(zhì)閉合金屬小圓環(huán)（未畫出）,圓環(huán)軸線與螺線管軸線重合.下列說法正確的是（）A-t = T時亥h圓環(huán)有擴張的趨勢B.t=T時刻，圓環(huán)有收縮的趨勢c. 1=：和1=制刻，圓環(huán)內(nèi)的感應電流大小相等D- t=f時亥八圓環(huán)內(nèi)有俯視逆時針方向的感應電流【典例分析3】（2020河北省承德二中測試）如圖所示，用相同導線繞成的兩個單匝線圈 a、b的半徑分

3、別為r 和2r,圓形勻強磁場 B的邊緣恰好與a線圈重合，若磁場的磁感應強度均勻增大 ，開始時的磁感應強度不為 0, 精選資源戰(zhàn)勝高考提分秘籍備戰(zhàn)高考則（）精選資源戰(zhàn)勝高考A.任意時刻，穿過a、b兩線圈的磁通量之比為1 ： 4B. a、b兩線圈中產(chǎn)生的感應電動勢之比為1 ： 2C. a、b兩線圈中產(chǎn)生的感應電流之比為4 ： 1D.相同時間內(nèi)a、b兩線圈產(chǎn)生的熱量之比為2 ： 1【典例分析 4】（2020湖南長沙模擬）如圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場.若第一次用0.3 s時間拉出，外力所做的功為 W1,通過導線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時間拉

4、出，外力所做的功為 W2,通過導線截面的電荷量為42,則（）XxX K算；RMXX |XX-產(chǎn)XXX X -bV. M K X 翼： 一 _ 1B. W1<W2,q = q2D. W1>W2,q1>q2A. W1<W2,q1<q2C. W1>W2,q = q2【提分秘籍】1 .感應電流方向的判斷方法（1）右手定則，即根據(jù)導體在磁場中做切割磁感線運動的情況進行判斷。（2）楞次定律，即根據(jù)穿過閉合回路的磁通量的變化情況進行判斷。2 .楞次定律中阻礙”的主要表現(xiàn)形式阻礙原磁通量的變化 '增反減同（2）阻礙相對運動一一來拒去留”。（3）使線圈面積有擴大或縮小

5、的趨勢一一將縮減擴（4）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）一一揩反減同3.感應電動勢大小的計算情景圖( X Jt * )KXXXXX/aXXXXXX燈1：甫一!1 t" >研究對象回路（不一定閉合）一段直導線（或 等效直導線）繞一端轉(zhuǎn)動的一段導體棒繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)動的導線框表送式LAE= n困E= BLvE = 2BL2w從圖示時刻計時E=NBS ,wcostw t【突破訓練】1. （2019遼寧大連二模）（多選）近年來，手機無線充電功能的廣泛應用為人們提供了很大便利。如圖甲為充電 原理示意圖。充電板接交流電源，對充電板供電，充電板內(nèi)的勵磁線圈可產(chǎn)生交變磁場，從而使手機內(nèi)的感應線圈產(chǎn)

6、生感應電流。當充電板內(nèi)的勵磁線圈通入如圖乙所示的交變電流時（電流由a流入時方向為正，下列說法正確的是（）A.感應線圈中產(chǎn)生的是恒定電流B.感應線圈中電流的方向總是與勵磁線圈中電流方向相反C. t3時亥I,感應線圈中電流的瞬時值為 0D. tit3時間內(nèi)，c點電勢高于d點電勢2. （2019湖北八校聯(lián)合二模）（多選）如圖所示，半徑為2L的小圓與半徑為3L的圓形金屬導軌擁有共同的圓心：在小圓區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的磁感應強度大小為B的勻強磁場，在小圓與導軌之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的磁感應強度大小為2B的勻強磁場。現(xiàn)將一長度為3L的導體棒置于磁場中，讓其一端。點與圓心重合，另一端與圓形導

7、軌良好接觸。 在。點與導軌間接入一阻值為 r的電阻，導體棒以角速度 沿導軌逆時針做勻速圓周運動，其他電阻不計。下列說法正確的是 （）A.導體棒。點的電勢比A點的電勢低B.在導體棒的內(nèi)部電流由A點至。點 2BLL2C.在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，通過電阻r的電荷量為D.在導體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為18 tB2L4cqr3.（2019全國卷I ）（多選）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖a中虛線MN所示。一硬質(zhì)細導線的電阻率為 仍橫截面積為S將該導線做成半徑為 r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN 上。t=0時磁感應強度的方向如圖 a所示；磁感應強度 B隨

8、時間t的變化關(guān)系如圖b所示。則在t=0到t =ti的時間間隔內(nèi)（）A .圓環(huán)所受安培力的方向始終不變C.圓環(huán)中的感應電流大小為BorS4to pB.圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向D .圓環(huán)中的感應電動勢大小為B0；工4.（2019北京高考）如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場磁感應強度為Bo紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長為L,總電阻為R,ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進入磁場直至 bc邊剛要進入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度 v勻速運動，求：X X X X感應電動勢的大小 E;(2)拉力做功的功率P;(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱 Q。題型二電磁感應的圖象問題【題型解碼】(1)產(chǎn)

9、生電動勢的那部分導體相當于電源，電源內(nèi)部電流由負極流向正極，電源兩端電壓為路端電壓.(2)一t圖象、B t圖象的斜率對應電動勢大小及電流方向，其斜率不變或平行，感應電動勢大小不變，電流方向不變.【典例分析1】(2020河北唐山檢測)如圖甲所示，矩形導線框abcd固定在變化的磁場中，產(chǎn)生了如圖乙所示的 電流(電流方向abcda為正方向).若規(guī)定垂直紙面向里的方向為磁場正方向，能夠產(chǎn)生如圖乙所示電流的磁場為（）【典例分析2】（2020遼寧葫蘆島一模）如圖甲所示，在MN、QP間存在一勻強磁場，t=0時，一正方形光滑金屬 線框在水平向右的外力 F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速運動，外力F隨時間t變化

10、的圖線如圖乙所示已知線框質(zhì)量 m= 1 kg、電阻R= 2 則（）C.勻強磁場的磁感應強度為啦TD.線框進入磁場過程中，通過線框橫截面的電荷量為*C【提分秘籍】1 .圖象類型T閉介也翩歐姆定律 一二井二電路知叼 電切、電功率.焦K定住2 .分析方法理 解.(圖象分析一明典國觸片相生的物理電空明. f彳則四明瑜斜事的含乂J4明輸圖象和電碓想應過程之間的時應美晶三個相似丈系及其各f J的物理意義ipAi?-,jB- ABa tJU« * * 30小- A©j百73.解答電磁感應中圖象類選擇題的兩個常用方法排除法定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢 （增大還是減小卜變化 快慢

11、（均勻變化還是非均勻變化 ，特別是分析物理量的正負，以排除錯 誤的選項函數(shù)法根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進行分析和判斷【突破訓練】1.（2019吉林省吉林市三模）將一均勻?qū)Ь€圍成一圓心角為90°的扇形導線框 OMN,其中OM = R,圓弧MN的圓心為。點，將導線框的。點置于如圖所示的直角坐標系的原點，其中第二和第四象限存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大小為 B,第三象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為 2B。從t= 0時刻開始讓導線框以 。點為圓心，以恒定的角速度 3沿逆時針方向做勻速圓周運動 ，假定沿ONM方向的電流為

12、正則線框中的電流隨時間的變化規(guī)律描繪正確的是（）提分秘籍備戰(zhàn)高考2.（2019湖北七市州教研協(xié)作體高三聯(lián)合模擬 ）（多選）如圖所示，平直光Vt導軌a、b間距為d=4 m,導軌間有一 邊長為1 =熄 m的正六邊形勻強磁場區(qū)域,磁感應弓雖度為B= 1 T,導軌右側(cè)接一定值電阻 R= 1 左側(cè)一導體 棒長正好為d,與導軌接觸良好且可在導軌上橫向自由滑動，導體棒單位長度電阻為 R0=1 導軌及導線電阻不計?，F(xiàn)讓導體棒以速度 v= 1 m/s勻速向右運動，從導體棒進入磁場區(qū)域開始計時 ，在通過磁場區(qū)域的過程中定值電阻上流過的電流大小為I,導體棒受到的安培力大小為F,R兩端的電壓大小為 U,R上的熱功率為

13、P,則I、F、U和P分別隨時間t變化的圖象可能正確的是（）題型三 電磁感應中的力、電綜合問題【題型解碼】1.分析導體棒切割磁感線運動時要由牛頓第二定律列方程，在方程中討論 v的變化影響安培力的變化，進而影響加速度a的變化,a的變化又影響v的變化.2.克服安培力做功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.【典例分析1】（2020遼寧沈陽質(zhì)檢）如圖所示，水平放置的U形導軌足夠長，置于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為 B=5 T,導軌寬度L=0.4 m,左側(cè)與R= 0.5 必定值電阻連接。右側(cè)有導體棒ab跨放在導軌上，導體棒ab質(zhì)量m

14、= 2.0 kg,電阻r= 0.5 與導軌的動摩擦因數(shù)-0.2淇余電阻可忽略不計。導體棒 ab在大小為10 N的水平外力F作用下，由靜止開始運動了 x= 40 cm后,速度達到最大，取g= 10 m/s2。求： 精選資源戰(zhàn)勝高考提分秘籍備戰(zhàn)高考(1)導體棒ab運動的最大速度是多少？(2)當導體棒ab的速度v= 1 m/s時,導體棒ab的加速度是多少?(3)導體棒ab由靜止達到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?【提分秘籍】1 .電磁感應中的力電綜合問題的分析思路注：有些物理量必須用動量定理或動量守恒定律定量計算(參考易錯警示)。2 .求解電磁感應問題中焦耳熱的三個途徑感應電路為純電阻電

15、路時產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即Q = W克安，一般用于電流變化的電路。(2)感應電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過電阻做的功，即Q= I2Rt,一般用于電流恒定的電路。(3)感應電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方程求解?！就黄朴柧殹? .(2019焦作*II擬)如圖所示，在傾角0= 37 °的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強磁場區(qū)域MNPQ,磁感應強度B的大小為5 T,磁場寬度d = 0.55 m。有一邊長L = 0.4 m、質(zhì)量mi= 0.6 kg、電阻R= 2 的正方形均勻 導體線框abcd通過一輕質(zhì)細線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量m2= 0.4 kg的物體相連。物

16、體與水平面間的動摩擦因數(shù) 尸0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長。(取g=10 m/s2,sin37 = 0.6,cos37= 0.8)(1)求線框abcd還未進入磁場的運動過程中，細線中的拉力大??；(2)當ab邊剛進入磁場時，線框恰好做勻速直線運動，求線框剛釋放時ab邊距磁場MN邊界的距離x;（3）在（2）問中的條件下，若cd邊離開磁場邊界 PQ時，速度大小為2 m/s,求整個運動過程中ab邊產(chǎn)生的熱量。2 .（2019湖南常德一模）（多選）如圖所示 勻強磁場的水平邊界相距為d,磁感應強度大小為 B、水平向里。質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線圈abcd,在磁場上

17、方高h處由靜止釋放，已知cd邊剛進入磁場時與 cd邊剛離開磁場時速度相等，不計空氣阻力，在線圈穿過磁場白整個過程中（）A .線圈產(chǎn)生的熱量為 mgdB.若L=d,則所用時間為C.若L>d,則線圈ab邊進入磁場日的速度為 mgRD.若L<d,則線圈的最小速度為 42g h+L d3 .（2020廣東臺山模擬）如圖所示，兩根正對的平行金屬直軌道MN、MN位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l=0.50 m.軌道的MM端接一阻值為 R= 0.50 的定值電阻，直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度大 小為B = 0.60 T的勻強磁場中，磁場區(qū)域右邊界為NN'、寬度d=0.80 m；

18、水平軌道的最右端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、NP平滑連接，兩半圓形軌道的半徑均為Ro=0.50 m,現(xiàn)有一導體桿 ab靜止在距磁場的左邊界s= 2.0 m處淇質(zhì)量m=0.20 kg、電阻r= 0.10 Qab桿在與桿垂直的、大小為 2.0 N的水平恒力F的作用下開始運動，當運動至磁場的左邊界時撤去F,桿穿過磁場區(qū)域后，沿半圓形軌道運動，結(jié)果恰好能通過半圓形軌道的最高位置PP'已知桿始終與軌道垂直，桿與直軌道之間的動摩擦因數(shù)科=0.10，軌道 電阻忽略不計，取g = 10 m/s2.求:(1)導體桿剛進入磁場時，通過導體桿的電流的大小和方向;(2)在導體桿穿過磁場的過程中

19、，通過電阻R的電荷量;(3)在導體桿穿過磁場的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱.題型四電磁感應中的動量問題【典例分析1】(2019北京延慶區(qū)高三一模)如圖，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌間距為1,電阻不計。左側(cè)接有定值電阻 R,質(zhì)量為m、電阻為r的導體桿，以初速度V0沿軌道滑行，在滑行過程中保持與 軌道垂直且接觸良好。整個裝置處于方向豎直向上，磁感應弓II度為 B的勻強磁場中。宏觀規(guī)律與微觀規(guī)律有很多相似之處，導體桿速度的減小規(guī)律類似于放射性元素的半衰期，理論上它將經(jīng)過無限長的時間衰減完有限的速度。(1)求在桿的速度從V0減小到V0的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；通過電阻R的電量。(2)

20、證明桿的速度每減小一半所用的時間都相等；若桿的動能減小一半所用時間為to,則桿的動量減小一半所用時間是多少?【提分秘籍】示意圖XX2 XX X M XX X X X*1M X M MXX a WflXXX* 2MJK X K KX X X X M /裝 xlM X K X XX動力學觀點導體棒1受安培力的作用做加速度減小的減速運動，導體棒2受安培力的作用做加速度減小的加速運動，最后兩棒 以相同的速度做勻速直線運動導體棒1做加速度逐漸減小 的加速運動，導體棒2做加速 度逐漸增大的加速運動，最終 兩棒以相同的加速度做勻加 速直線運動動量觀點系統(tǒng)動量守恒系統(tǒng)動量不守恒能量觀點棒1動能的減少量=棒2動

21、能的增加量+焦耳熱外力做的功=棒1的動能十 棒2的動能+焦耳熱，有可能作為壓軸題或1 .桿+導軌模型可以考查學生綜合運用動力學、能量、動量的觀點解決電磁感應問題最后一道選擇題出現(xiàn)(如江蘇高考工所以有必要介紹一下。常見的桿+導軌模型如下:(1)單桿模型的常見情況(2)雙桿模型的常見情況精選資源戰(zhàn)勝高考桿+導軌模型的動力學、能量分析參見典例探究例3后面的規(guī)律總結(jié)，因為桿一般做變加速運動，所以有些物理量必須從動量的角度求解。2 .應用動量觀點解決電磁感應綜合問題可分為兩類：(1)利用動量定理求感應電荷量或運動位移應用動量定理可以由動量變化來求解變力的沖量，如在導體棒做非勻變速運動的問題中，應用動量定

22、理可以解決牛頓運動定律不易解答的問題。ApB2L2 vR如：B I L At = Ap,q= I t,Mdq- q = bl。-rzl=,ApR總用=Ap,X= V At,可信 X= B2L2 °(2)利用動量守恒定律分析雙導體桿問題在相互平行的光滑水平軌道間的雙棒做切割磁感線運動時，由于這兩根導體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導體棒的總動量守恒(上面雙桿模型的第二種情況動量不守恒，須用動量定理)。解決此類問題往往要應用動量守恒定律?！就黄朴柧殹? .如圖所示，寬度為L的平行光滑的金屬軌道，左端為半徑為ri的四分之一圓弧軌道，右端為半徑為r2的半圓軌 道，中部為與它們相切的水平軌道.水平軌道所在的區(qū)域有磁感應強度為B的方向豎直向上的勻強磁場.一根質(zhì)量為m的金屬桿a置于水平軌道上，另一根質(zhì)量為 M的金屬桿b由靜止開始自左端軌道最高點滑下.當b滑入水平軌道某位置時,a就滑上了右端半圓軌道最高點 (b始終運動且a、b未相撞，并且a在最高點對軌道 的壓力大小為 mg,此過程中通過a的電荷量為q,a