2022江蘇高考物理小一輪復(fù)習(xí)（假期友）-電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2022江蘇高考物理小一輪復(fù)習(xí)（假期之友）--電磁感覺現(xiàn)象【知識(shí)梳理】1．產(chǎn)生感覺電流的條件是_________________________________________________。2．產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)的條件：無(wú)論回路可否閉合，只要

___________________________，線路中就有感覺電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于

___________。3．法拉第電磁感覺定律的內(nèi)容_____________________________________________，其公式________________。如回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為________________。，式中θ為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向的夾角。4．右手定則的內(nèi)容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。5．楞次定律的內(nèi)容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。6．___________________________________________________________________________________________________________________叫自感現(xiàn)象?！緟⒄沾鸢浮?．只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生改變，閉合電路中就有感覺電流產(chǎn)生。2．穿過(guò)平面的磁通量發(fā)生變化；電源3．電路中感覺電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比；En；tE=BLvinθ4．張開右手，讓大拇指跟其他四指垂直，并且跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直空入掌心，大拇指指導(dǎo)游體運(yùn)動(dòng)的方向，其他四指所指的方向就是感覺電流的方向。5．感覺電流擁有這樣的方向，即感覺電流的磁場(chǎng)總要阻攔引起感覺電流的磁通量的變化。6．當(dāng)導(dǎo)體電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體自己就產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻攔導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化而產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象?！镜湫屠}】例1：電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量Q（在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管內(nèi)橫截面的液體的體積）。為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是以下列圖的橫截面積為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c。流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）。圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬資料，前后邊是絕緣資料。現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感覺強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電流體牢固地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串通了電阻R的電流表的兩端連接，示測(cè)得的電流值。已知流體的電阻率為，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量Q為多少

I

表【解析與解】這是一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)質(zhì)的問題，

求解的要點(diǎn)是建立一個(gè)熟悉的物理模型，立刻其等效成切割磁感線的模型。管中的導(dǎo)電液體流過(guò)此磁場(chǎng)所區(qū)時(shí)，可等效為長(zhǎng)度為

c的金屬導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的等效感覺電動(dòng)勢(shì)為。E=cv電磁流量計(jì)內(nèi)的導(dǎo)電流體在上、下兩表面方向上的電阻為rlc，Sab依照歐姆定律得E，IRr又由液體的流量Q的定義得Vbcvtbcv，Qtt綜合上述各式即得管中的流量為QI(bRc)。Ba【解題策略】本題也可等效為速度選擇器的模型。就微觀實(shí)質(zhì)而言，管壁上、下邊間之因此會(huì)形成電壓為U，是由于導(dǎo)電液體中的自由電荷在磁場(chǎng)中碰到洛侖茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并齊集在上、下管壁而形成電場(chǎng)E，這一過(guò)程直至電場(chǎng)力與洛侖茲力大小相等、方向相反為止則有qE=qv，管壁上、下邊間的電壓U=Ec=cv。別的，形成正確的物理情況也是解決本題的要點(diǎn)之一。需要注意到其中導(dǎo)電流體在電流方向上的橫截面積與在流動(dòng)方向上的橫截面積是兩個(gè)空間看法，很簡(jiǎn)單混淆。【單元限時(shí)練習(xí)】一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每題只有一個(gè)選項(xiàng)吻合題意。1．老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是（）．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)答案：B解析：當(dāng)條形磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，不能夠產(chǎn)生感覺電流，因此桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)條形磁鐵插向右環(huán)，由于右環(huán)閉合，產(chǎn)生感覺電流，有感覺電流的金屬環(huán)，在磁場(chǎng)中受力的作用，因此桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；2．以下列圖，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd組成回路，導(dǎo)線所圍的地域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，螺線管下方有一導(dǎo)體圓環(huán)。導(dǎo)線abcd所圍地域內(nèi)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按以下哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間t變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將碰到向上的磁場(chǎng)作用力（）【解析與解】本題要求依照感覺現(xiàn)象判斷磁場(chǎng)變化規(guī)律并從圖象中鑒別該變化規(guī)律，可從圖象中由的變化規(guī)律逐個(gè)解析其產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象，再與題設(shè)條件比較可否吻合。圖象C、D中，磁感覺強(qiáng)度都是均勻變化，即其變化率恒定，產(chǎn)生恒定的感覺電流，導(dǎo)體圓環(huán)中的磁通量不變，環(huán)中無(wú)感覺電流，則環(huán)不受磁場(chǎng)作用。圖象A中，磁感覺強(qiáng)度增大，但其變化率在減小，則螺線管中的電流減小，即導(dǎo)體圓環(huán)中的磁通量減小，由楞次定律得，為阻攔環(huán)中的磁通量減小，圓環(huán)將碰到向上的磁場(chǎng)作用力。圖象B中，磁感覺強(qiáng)度增大，且其變化率也在增大，則圓環(huán)將碰到向下的磁場(chǎng)作用力。因此正確選項(xiàng)為A。【解題策略】電磁感覺現(xiàn)象中，涉及到各物理量和物理現(xiàn)象之間的因果關(guān)系經(jīng)常較復(fù)雜。因此必然要按物理過(guò)程發(fā)生的先后序次，理清思路，確定相互間的邏輯關(guān)系。別的對(duì)楞次定律的理解，要靈便掌握“阻攔”的物理意義，其中既有阻攔磁通量的變化的含義，也有阻攔相對(duì)運(yùn)動(dòng)的含義，也包括了有其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的含義。本題中導(dǎo)體環(huán)的受力方向即是阻攔相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。3．圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為。t＝0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)所區(qū)界線重合（如圖）。現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)所區(qū)界線的方向穿過(guò)磁場(chǎng)所區(qū)。取沿a→→→→的感覺電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)所區(qū)的過(guò)程中，感覺電流I隨時(shí)bcda間t變化的圖線可能是（）答案：B4．以下列圖，是長(zhǎng)直密繞通電螺線管．小線圈與電流表連接，并沿的軸線O從O點(diǎn)自左向右勻速穿過(guò)螺線管．能正確反B映經(jīng)過(guò)電流表中電流I隨變化規(guī)律的是（）OG

AA．B．CIIIIO/2O/2O/2O/2．D．答案：C【糾錯(cuò)在線】本題易因未認(rèn)識(shí)到小線圈處在螺線管正中間時(shí)磁通量不變而錯(cuò)選B。5．素來(lái)升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感覺強(qiáng)度為。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為，以下列圖。若是忽略ab到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感覺電動(dòng)勢(shì)，則（）A．=2，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)B．=2f2，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)EfEC．=2，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D．=2f2，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)EfE答案：A

【說(shuō)明】

螺旋槳葉片旋轉(zhuǎn)切割磁感線產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源，由右手定則可知，

a

相當(dāng)電源的負(fù)極，

b

相當(dāng)于電源的正極，即

a

點(diǎn)電勢(shì)低于

b

點(diǎn)電勢(shì)。由于從a

→

b

葉片上各點(diǎn)的速度

大小按

v=r

的規(guī)律呈線性變化，由EBlv

Bl

1

r

Bl

1

2fl

fl2B。2

2【糾錯(cuò)在線】

本題易在空間方向看法上出錯(cuò)而選

C。6．以下列圖，一粗細(xì)均勻的正方形金屬線框

abcd，其邊長(zhǎng)為

L，它勻速地穿過(guò)一個(gè)有界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)，磁場(chǎng)寬度大于

L，則

a、b

兩點(diǎn)間電壓

uab隨時(shí)間的變化規(guī)律大體為（）答案：D【說(shuō)明】當(dāng)線框全部處在磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變，因此回路感應(yīng)電流為零，但ab、cd均在切割磁感線，電動(dòng)勢(shì)為E=Lv，兩端的電壓Uab=E=Lv?！炯m錯(cuò)在線】本題易忽略線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量不變無(wú)電磁感覺而錯(cuò)選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每題有多個(gè)選項(xiàng)吻合題意。7．動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感覺現(xiàn)象。如圖甲是話筒原理圖，圖乙是錄音機(jī)的錄、放原理圖，由圖可知，下述正確說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）A．話筒工作時(shí)磁鐵不動(dòng)線圈搬動(dòng)而產(chǎn)生感覺電流B．錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場(chǎng)在靜止的線圈里產(chǎn)生感覺電流C．錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)D．錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)答案：ABD【說(shuō)明】話筒是線圈切割磁感線產(chǎn)生感覺電流，錄音機(jī)放音時(shí)是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，錄音時(shí)是變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。8．兩圓環(huán)、置于同一水平面上，其中為均勻帶電絕緣環(huán)，為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)以以下列圖的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí)，中產(chǎn)生以下列圖方向的感覺電流。則（）A．可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B．可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C．可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D．可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大答案：BC【糾錯(cuò)在線】本題易將電荷運(yùn)動(dòng)方向與電流方向混同而漏選C。9．在水平面上放置兩個(gè)完好相同的帶中心軸的金屬圓盤，它們相互用導(dǎo)線把中心轉(zhuǎn)軸和對(duì)方圓盤的邊緣相連接，組成電路以下列圖，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)兩圓盤豎直向上。若不計(jì)一切摩擦，當(dāng)a盤在外力作用下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤b（）A．沿與a盤相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．沿與a盤相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度必然小于a盤的角速度D．轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能等于a盤的角速度答案：BC【說(shuō)明】由右手定則判得a盤下半部分半徑上的電流方向向下，再用左手定則得

b盤上部分半徑所受的安培力方向向右，即得

b盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。也可由楞次定律阻攔相對(duì)運(yùn)動(dòng)判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向。又

b盤只能阻攔相對(duì)于

a盤相對(duì)于

b盤的運(yùn)動(dòng)，而不能夠阻攔，故轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度必然小于

a盤的角速度。【糾錯(cuò)在線】本題易由于未理清其中的因果關(guān)系而錯(cuò)選A或D。10．一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心．若僅考慮地磁場(chǎng)的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空A．由東向西水平翱翔時(shí)，金屬桿中感覺電動(dòng)勢(shì)的方向必然由上向下B．由西向東水平翱翔時(shí)，金屬桿中感覺電動(dòng)勢(shì)的方向必然由上向下C．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平翱翔時(shí)，金屬桿中感覺電動(dòng)勢(shì)的方向必然由下向上

西

東D．沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平翱翔時(shí)，金屬桿中必然沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案：AD【解析】如圖，設(shè)觀察方向?yàn)槊嫦虮狈?，左西右東，則地磁場(chǎng)方向平行赤道表面向北，若飛機(jī)由東向西翱翔時(shí)，由右手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛缮舷蛳?，若飛機(jī)由西向東翱翔時(shí)，由右手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛上孪蛏希珹對(duì)B錯(cuò)；沿著經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向平行于磁場(chǎng)，金屬桿中必然沒有感覺電動(dòng)勢(shì)，C錯(cuò)D對(duì)。三、本題共2小題，把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。11．已知某一地域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場(chǎng)，因此能夠經(jīng)過(guò)在地面上測(cè)量閉合試試小線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)來(lái)探測(cè)電纜的確切地址、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上a、c兩處測(cè)得試試線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零；當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角時(shí)，在b、d兩處測(cè)得試試線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長(zhǎng)為1m的正方形的四個(gè)頂角上，以下列圖。據(jù)此能夠判斷地下電纜在______兩點(diǎn)連線的正下方，離地表面的深度為_______m。答案：a、c【說(shuō)明】當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上a、c兩處測(cè)得試試線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零，據(jù)此能夠判斷地下電纜在a、c兩點(diǎn)連線的正下方；當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角時(shí)，在b、d兩處測(cè)得試試線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，則表示電纜在與地面成45°夾角的斜下方?！炯m錯(cuò)在線】本題易因空間立體的情況不清楚而出錯(cuò)。12．以下列圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，KL2CEBSBk,S(L)2,UEkL2,QCUkL2C,的金屬棒4tt244，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、2，回路的總電阻為。abLR從t=0時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=t，（>0）那么在t為多大時(shí)，金屬棒開始搬動(dòng)BaL1L2b解：由E=LL可知，回路中感覺電動(dòng)勢(shì)是恒定的，電流大小也是恒定的。12t但由于安培力∝=∝t，因此安培力將隨時(shí)間而增大。F=BILBt當(dāng)安培力增大到等于最大靜摩擦力時(shí)，ab將開始向左搬動(dòng)。這時(shí)有：ktL1kL1L2mg,tmgRR2L12L2k14．以下列圖，水平的平行虛線間距為d=50cm，此間有B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為=10cm，線圈質(zhì)量m=100g，電阻為R=Ω。開始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊沿的距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。取g=10m/2，求：⑴線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q。⑵線圈下邊緣穿越磁場(chǎng)過(guò)程中的最小速度v。⑶線圈下邊緣穿越磁場(chǎng)過(guò)程中加速度的最小值a。解：⑴由于線圈完好處于磁場(chǎng)中時(shí)不產(chǎn)生電熱，因此線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2地址到4地址產(chǎn)生的電熱，而2、4地址動(dòng)能相同，由能量守恒Q=mgd=⑵3地址時(shí)線圈速度必然最小，而3到4線圈是自由落體運(yùn)動(dòng)因此有v02-v2=2gd-，得v=2m/

1h2v03vd4v0⑶2到3是減速過(guò)程，因此安培力FB2l2vFmgma地址時(shí)R加速度最小，a=4.1m/215．以以下列圖所示，一個(gè)很長(zhǎng)的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一其中心輻射的磁場(chǎng)（磁場(chǎng)水平向外），其大小為Bk（其中r為輻射半徑），設(shè)一個(gè)與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑為rR（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲其橫截面積為S，圓環(huán)經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)由靜止開始下落，下落過(guò)程中圓環(huán)平面向來(lái)水平，已知鋁絲電阻率為，密度為0，試求：1）圓環(huán)下落的速度為v時(shí)的電功率；2）圓環(huán)下落的最后速度；3）當(dāng)下落高度h時(shí)，速度最大，從開始下落到此時(shí)圓環(huán)耗資的電能。答案：（1）2k2v2S（2）0