(word完整版)高中物理易錯(cuò)題分析集錦-電磁感應(yīng)

個(gè)人收集整理資料, 僅供交流學(xué)習(xí), 勿作商業(yè)用途個(gè)人收集整理資料, 僅供交流學(xué)習(xí), 勿作商業(yè)用途/35圓環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B正確。由于金屬圓環(huán)自身存在內(nèi)阻，所以必然有熱量產(chǎn)生 ＜既有能量損失）。因此，圓環(huán)不會(huì)再擺到 4位置。選項(xiàng)A錯(cuò)。當(dāng)圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后，穿過環(huán)內(nèi)的磁通量不再發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于每次通過磁場(chǎng)都有能量損失，所以圓環(huán)最終將靜止在平衡位置， D選項(xiàng)正確。QF81D7bvUA物體有慣性，人的思維也有慣性。這個(gè)同學(xué)對(duì) ABC選項(xiàng)的判斷是正確的。只有D選項(xiàng)選錯(cuò)了。在圓環(huán)穿過磁場(chǎng)時(shí)，要發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象造成機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。但是，這位同學(xué)忘記分析當(dāng)圓環(huán)僅在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，穿過圓環(huán)內(nèi)的磁通量還變化嗎？導(dǎo)致了選擇錯(cuò)誤。 4B7a9QFw9h【正確解答】如圖11－14所示，當(dāng)圓環(huán)從 1位置開始下落，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) ＜即2和3位置），由于圓環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生。同時(shí)，金屬圓環(huán)本身有內(nèi)阻，必然有能量的轉(zhuǎn)化，即有能量的損失。因此圓環(huán)不會(huì)擺到 4位置。隨著圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)，其能量逐漸減少圓環(huán)擺動(dòng)的振幅越來越小。當(dāng)圓環(huán)只在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)，如圖 11－15所示。圓環(huán)內(nèi)無磁通量的變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，無機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化。題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對(duì)圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)將在 AB間來回?cái)[動(dòng)。 ix6iFA8xoX圖1,5【小結(jié)】電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是穿過線圈所包圍的平面內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，法拉第電磁感應(yīng)定律則給出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式E■口U _△t只有回路中有△①?0,即當(dāng)面積S一定時(shí)，△B#0,才會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，才有感應(yīng)電流的存在。可見，在分析物理問題時(shí)，要嚴(yán)格按照物理規(guī)律成立的條件辦事。wt6qbkCyDE例13如圖11-16所示，直角三角形導(dǎo)線框ABC處于磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框在紙面上繞B點(diǎn)以勻角速度3作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，/B=60,/C=90°,AB=l,求A,C兩端的電勢(shì)差UACKp5zH46zRk乂乂XXX^11-16 畫L1-1T【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：把AC投影到AB上，有效長度AC,根據(jù)幾何關(guān)系＜如圖11—17),3L有效長度L'=ACf=ACcos30a=Lsia604*cos30°- ,BC『=—lo-4_ _ 1/所以U4三惠乩=BLv,v=-kBC,)TT「y3LL3L15e：+ ELoj此解錯(cuò)誤的原因是：忽略BC在垂直于AB方向上的投影BC也切割磁感線產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，如圖11-17所示。Yl4HdOAA61該題等效電路ABC如圖11—5所示，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過回路ABC的磁通量沒有發(fā)生變化，所以整個(gè)回路的ch4PJx4BlI￡總二0①設(shè)AB,BQAC導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)分別為e1、e2、e3,電路等效于圖11-5,故有￡總二￡1+￡2+￡3②

為-2晦)％町=—2—解方程得到％H句-￡上口—y--"UmG【小結(jié)】AB兩端有電勢(shì)差。它相當(dāng)于兩根注意雖然回路中的電流為零，但是AB兩端有電勢(shì)差。它相當(dāng)于兩根流。qd3YfhxCzo例14如圖11—19所示，長為6m的導(dǎo)體AB在磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以AB上的一點(diǎn)O為軸，沿著順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。角速度(o=5rad/s,。點(diǎn)距A端為2m求AB的電勢(shì)差。E836L11DO5S1L-19S1L-19【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律&=BLv￡=BL2w斷路時(shí)導(dǎo)體端電壓等于電動(dòng)勢(shì)

得%"bo=BBO^=8(V) 彳%=%=BAOcj=2W即U皿=U如+Ug=ua-tjo+u0-ue--va-ub=-W(V)法拉第電磁感應(yīng)定律的導(dǎo)出公式￡=BLv是有條件的。它適用于導(dǎo)體平動(dòng)且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況。不符合本題的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，本題用錯(cuò)了公式。另外判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向上也出現(xiàn)了問題。S42ehLvE3M【正確解答】由于法拉第電磁感應(yīng)定律e=BLv適用于導(dǎo)體平動(dòng)且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況。將轉(zhuǎn)動(dòng)問題轉(zhuǎn)化為平動(dòng)作等效處理。因?yàn)関=coL,可以用導(dǎo)體中點(diǎn)的速度的平動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等效于。睢動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。501nNvZFisv0+BOv+bo=-5—==“o“oBBQ?甲碇--4(V)UBO=UB-UO=BO=4(V>同理，v中如一AOBAO—w?1(V)UAO=UA-UQ=AO=1(V>UAB=UA-UB=(UA-UO>-(UB-UO>=UAO-UBO=1-4=-3(V>【小結(jié)】本題中的等效是指產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同。其基礎(chǔ)是線速度與角速度和半徑成正比。例15如圖11—20所示，在磁感強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)半徑r=0.5m的金屬圓環(huán)。圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直。 OAH一個(gè)金屬棒，它沿著順時(shí)針方向以20rad/s的角速度繞圓心O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。A端始終與圓環(huán)相接觸OA棒的電阻R=0.1Q,圖中定值電阻R1=10OQ,R2=4.9Q,電容器的電容C=100pE圓環(huán)和連接導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)，求：jW1viftGw91）電容器的帶電量。哪個(gè)極板帶正電。2）電路中消耗的電功率是多少？E11-20【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：1）由于電容器兩板間分別接在做切割磁感線導(dǎo)體棒的兩端，電容器兩端的電壓就等于導(dǎo)體02產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。xSODOYWHLP—rITC=^=05-Br—a）=根據(jù)電容器的定義式則Q=CUc=5X10.（Q）根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向由8A,故電容器下板由于與O相接為正，上極板與A相接為負(fù)。<2）根據(jù)閉合電路歐姆定律￡BLvBr^co/2R+rR+RnR+& \」電路中消耗的電功率P消=I2R=4.9(W>錯(cuò)解的原因是：1)電容器兩板雖然與切割磁感線的導(dǎo)體相連，但兩板間并不等于導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)閷?dǎo)體棒有電阻。所以電容器的電壓應(yīng)等于整個(gè)回路的端電壓。LOZMkIqI0w2)電路中消耗的功率由于導(dǎo)體棒有電阻，即相當(dāng)于電源有內(nèi)阻，所以電路中消耗的功率不僅在外電阻R2上，而且還消耗在內(nèi)阻R上。P消=I2(R+R2>lg根據(jù)能量守恒P源=Ie。ZKZUQsUJed【正確解答】困11-211)畫出等效電路圖，圖11—21所示。導(dǎo)體棒OA產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/=E=ELv=Br彳3=3(v)g￡L*Bro?/2[— = = =ifA)R+rR+R：R+R3則Q-CUc-IR2-49XKT"?根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向由OA,但導(dǎo)體棒切割磁感線相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部電流從電勢(shì)低處流向電勢(shì)高處。故A點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)。又由于電容器上板與A點(diǎn)相接即為正極，同理電容器下板由于與O相接為負(fù)極。dGY2mcoKtT<2)電路中消耗的電功率P消=I2(R+R2>=5(W>或P消=Ie=5(W>例16如圖11—22所示，A,B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻忽略不計(jì)。當(dāng)電鍵 K閉合時(shí)，下列說法正確的是[]rCYbSWRLIAA比B先亮，然后A熄滅B比A先亮，然后B逐漸變暗，A逐漸變亮AB一齊亮，然后A熄滅A、B一齊亮.然后A逐漸變亮.B的亮度不變廠砂E11-Z2【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：當(dāng)電鍵閉合時(shí).A燈與線圈L串聯(lián)，B燈與R串聯(lián)后分別并聯(lián)于電源兩端。雖然K閉合瞬間線圈會(huì)產(chǎn)生自感，即阻礙通過線圈支路電流的的增加。但A燈與L串聯(lián)后并聯(lián)接在電源上。電源兩端有電壓，就會(huì)有電流，所以AB都應(yīng)該同時(shí)亮起來。只是閉合K的瞬間A燈不能達(dá)到應(yīng)有的電流而亮度發(fā)暗。K閉合一段時(shí)間后兩燈達(dá)到同樣的亮度。所以A燈逐漸變亮，B燈亮度不發(fā)生變化，選D。FyXjoFlMWh選擇D選項(xiàng)時(shí)對(duì)自感現(xiàn)象理解不夠。在K閉合的瞬間，通過每盞燈的電流到底怎樣變化不清楚。【正確解答】電鍵閉合的瞬間，線圈由于自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，具作用相當(dāng)于一個(gè)電源。這樣對(duì)整個(gè)回路而言相當(dāng)于兩個(gè)電源共同作用在同一個(gè)回路中。兩個(gè)電源各自獨(dú)立產(chǎn)生電流，實(shí)際上等于兩個(gè)電流的疊加。根據(jù)上述原理可在電路中標(biāo)出兩個(gè)電源各自獨(dú)立產(chǎn)生的電流的方向。TuWrUpPObX圖11-23a、b是兩電源獨(dú)立產(chǎn)生電流的流向圖，C圖是合并在一起的電流流向圖。由圖可知、在A燈處原電流與感應(yīng)電流反向，故A燈不能立刻亮起來。在B燈處原電流與感應(yīng)電流同向，實(shí)際電流為兩者之和，大于原電流。故B燈比正常發(fā)光亮＜因正常發(fā)光時(shí)電流就是原電流）。隨著自感的減弱，感應(yīng)電流減弱， A燈的實(shí)際電流增大，B燈實(shí)際電流減少，A變亮，B燈變暗，直到自感現(xiàn)象消失，兩燈以原電流正常發(fā)光。應(yīng)選B。7qWAq9jPqE例17在如圖11—24所示的水平導(dǎo)軌上＜摩擦、電阻忽略不計(jì)），有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B,導(dǎo)軌左端的間距為L1=4L0,右端間距為L2=L0。今在導(dǎo)軌上放置AQDE兩根導(dǎo)體棒，質(zhì)量分別為m1=2m0m2=m0電阻R1=4R0R2=R0若AC棒以初速度V0向右運(yùn)動(dòng)，求AC棒運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC以及通過它們的總電量q。llVIWTNQFk卻卜24【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：AC棒在磁場(chǎng)力的作用下，做變速運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程復(fù)雜，應(yīng)從功能關(guān)系的角度來分析。由于沒有摩擦，最后穩(wěn)定的狀態(tài)應(yīng)為兩棒做勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)量守恒定律 m1v0=<m1m25yhUQsDgRTI2=39整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱因?yàn)镽1=4R0R2=R0所以AC棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱對(duì)AC棒應(yīng)用動(dòng)量定理：BIL1?△t=m1v'—m1v06BL。q=I?6BL。AC棒在磁場(chǎng)力的作用下做變速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，兩棒都做勻速運(yùn)動(dòng)的分析是正確的。但是以此類推認(rèn)為兩棒的運(yùn)動(dòng)速度相同是錯(cuò)誤的。如果兩棒的速度相同則回路中還有磁通量的變化,還會(huì)存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流還會(huì)受到安培力的作用， ACDE不可能做勻速運(yùn)動(dòng)。MdUZYnKS8I【正確解答】由于棒L1向右運(yùn)動(dòng)，回路中產(chǎn)生電流，Ll受安培力的作用后減速，L2受安培力加速使回路中的電流逐漸減小。只需v1,v2滿足一定關(guān)系，09T7t6eTnoAS就有可能使回路中的B矛，即總電動(dòng)勢(shì)為零，此后不再受安培力的作用。兩棒做勻速運(yùn)動(dòng)兩棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，1=0,即回路的總電動(dòng)勢(shì)為零。所以有BLlv1=BL2v2/=學(xué)時(shí)，回路電流為零，此后兩棒勻速運(yùn)動(dòng)，時(shí)AC棒應(yīng)用動(dòng)量定理再對(duì)DE棒應(yīng)用動(dòng)量定理BL2I-At=m2v2解萬程得解萬程得【小結(jié)】以前我們做過類似的題。那道題中的平行軌道間距都是一樣的。有一些同學(xué)不假思索，把那道題的結(jié)論照搬到本題中來，犯了生搬硬套的錯(cuò)誤。差異就是矛盾。兩道題的差別就在平行導(dǎo)軌的寬度不一樣上。如何分析它們之間的差別呢？還是要從基本原理出發(fā)。平行軌道間距一樣的情況兩根導(dǎo)體棒的速度相等，才能使回路中的磁通量的變化為零。本題中如果兩根導(dǎo)軌的速度一樣，由于平行導(dǎo)軌的寬度不同導(dǎo)致磁通量的變化不為零，仍然會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，兩根導(dǎo)體棒還會(huì)受到安培力的作用，其中的一根繼續(xù)減速，另一根繼續(xù)加速，直到回路中的磁通量的變化為零，才使得兩根導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)。抓住了兩道題的差異之所在，問題就會(huì)迎刃而解。e5TfZQIUB5例18如圖11—25所示光滑平行金屬軌道abcd,軌道的水平部分bcd處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc部分平行導(dǎo)軌寬度是cd部分的2倍，軌道足夠長。將質(zhì)量相同的金屬棒P和Q分別置于軌道的ab段和cd段。P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度。sISovAcVQM【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：設(shè)P,Q棒的質(zhì)量為mi長度分別為2L和L,磁感強(qiáng)度為B,P棒進(jìn)入水平軌道的速度為v0,對(duì)于P棒，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律得GXRwIkFW5s%=J2sh當(dāng)P棒進(jìn)入水平軌道后，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。 P棒受到安培力作用而減速，Q棒受到安培力而加速，Q棒運(yùn)動(dòng)后也將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與P棒感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，因此回路中的電流將減小。最終達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路的電流為零，所以UTREx49Xj9￡P(guān)=￡Q即2BLvp=BLvQ2vp=vQ對(duì)于P,Q棒，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律得到mv0=mvp+mvQ1 2F 解得O=^^樂0=］渭亂錯(cuò)解中對(duì)P,Q的運(yùn)動(dòng)過程分析是正確的，但在最后求速度時(shí)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律出現(xiàn)錯(cuò)誤。因?yàn)楫?dāng)P,Q在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們所受到的合力并不為零。Fp=2BIL,FQ=BIL我I為回路中的電流)，因此P,Q組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒。8PQN3NDYyP【正確解答】設(shè)P棒從進(jìn)入水平軌道開始到速度穩(wěn)定所用的時(shí)間為△t,P,Q受到的平均作用力分別為P,演到