2021-2022物理教科版3-2 階段提升課 第一章電磁感應

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE10-版權所有@高考資源網(wǎng)學必求其心得，業(yè)必貴于專精階段提升課第一章知識體系·思維導圖考點整合·素養(yǎng)提升考點感應電動勢1.求解感應電動勢常有如下幾種方法:表達式E=nQUOTEE=BLvsinθE=QUOTEBL2ω情景圖研究對象回路（不一定閉合)一段直導線（或等效成直導線)繞一端轉動的一段導體棒意義一般求平均感應電動勢，當Δt→0時求的是瞬時感應電動勢一般求瞬時感應電動勢,當v為平均速度時求的是平均感應電動勢用平均值法求瞬時感應電動勢適用條件所有磁場（勻強磁場定量計算、非勻強磁場定性分析)勻強磁場勻強磁場2.關于感應電動勢的關鍵詞轉化:【典例1】(多選)如圖，固定于絕緣水平面上的平行金屬導軌不光滑，除R外，其他電阻均不計，垂直于導軌平面有一勻強磁場.當質量為m的金屬棒cd在水平恒力F作用下由靜止向右滑動過程中,下列說法中正確的是 （)A.水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B。只有在cd棒做勻速運動時,F對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C。無論cd棒做何種運動，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D。R兩端電壓始終等于cd棒中的感應電動勢【解析】選C、D。金屬棒加速運動過程中，水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能、摩擦產(chǎn)生的內能和金屬棒增加的動能之和；金屬棒在勻速運動的過程中,水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能與摩擦產(chǎn)生的內能之和;無論cd棒做何種運動,它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能，故A、B錯誤，C正確；cd棒電阻不計,cd棒切割磁感線就相當于理想電源，所以R兩端電壓始終等于cd棒中的感應電動勢，故D正確；故選C、D。(多選)（2020·綿竹高二檢測）如圖(a)所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖(b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導線的電阻不計。在0至t1時間內，下列說法中正確的是 (）A.R1中電流的方向由a到b通過R1B.電流的大小為QUOTEC。線圈兩端的電壓大小為QUOTED。通過電阻R1的電荷量為QUOTE【解析】選B、D。由圖像可知,在0至t1時間內QUOTE=QUOTE由法拉第電磁感應定律有E=nQUOTE=nQUOTES而S=πQUOTE由閉合電路的歐姆定律有I=QUOTE且R1=2R解得電流的大小為I=QUOTE由楞次定律可判斷通過R1上的電流方向由b到a,故A錯誤，B正確;線圈兩端的電壓大小為U=2IR=QUOTE,故C錯誤；通過電阻R1的電荷量為q=It1=QUOTE故D正確。故選B、D.【加固訓練】(多選）粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈。線圈放在磁場中，磁場的磁感應強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是 (）A.電流I與匝數(shù)n成正比B。電流I與線圈半徑r成正比C.電流I與線圈面積S成正比D。電流I與導線橫截面積S0成正比【解析】選B、D。由題給條件可知感應電動勢為E=nπr2QUOTE，電阻為R=QUOTE,電流I=QUOTE，聯(lián)立以上各式得I=QUOTE·QUOTE,則可知B、D項正確，A、C項錯誤.考點電磁感應中的圖像問題1。解決圖像問題的一般步驟:（1）明確圖像的種類,即是B—t圖像還是Φ-t圖像，或者E-t圖像、I—t圖像等。(2)分析電磁感應的具體過程。(3）用右手定則或楞次定律確定方向對應關系.（4）結合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關系式.（5)根據(jù)函數(shù)關系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等。(6)判斷圖像(或畫圖像或應用圖像解決問題)。2.電磁感應中的圖像主要分類：(1）由給定的電磁感應過程選正確的圖像。(2)由給定的有關圖像分析電磁感應過程求解相應的物理量。（3)由給定的電磁感應過程畫出相應的正確圖像。【典例2】（多選)如圖所示，在光滑的水平面上，放置一邊長為l的正方形導線圈，線圈電阻不變,線圈右側有垂直水平面向下、寬度為2l的有界磁場，建立一與磁場邊界垂直的坐標軸Ox，O點為坐標原點。磁感應強度隨坐標位置的變化關系為B=kx,線框在水平向右的外力F作用下沿x正方向勻速穿過該磁場。此過程中線圈內感應出的電流i隨時間變化的圖像(以順時針為正方向）、拉力F隨線圈位移x變化的圖像可能正確的是 （）【解析】選A、C。由于磁場的磁感應強度從左邊界到右邊界逐漸增強，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向為逆時針方向,設線圈的速度為v，進入磁場只有右邊切割磁感線，感應電動勢E1=Blv,B=kx,x=vt，感應電流i=QUOTE,即i=QUOTEt；進入過程感應電流大小與時間成正比；線圈完全進入磁場，線圈的左右兩邊都在切割磁感線，回路的感應電動勢E2=QUOTElv=kl2v恒定不變，故電流不變；線圈右邊出磁場之后,只有左邊切割磁感線，離開磁場時，線圈中磁通量減少，則感應電流方向為順時針方向,E3=Blv，B=kQUOTE=k（vt—l)則感應電流i=QUOTEt-QUOTE故之后感應電流大小隨時間均勻增大,故A正確，B錯誤；線圈勻速進入磁場的過程中，F(xiàn)=Bil,i=QUOTEt，B=kx，x=vt,可得F=QUOTEx2F—x圖像為拋物線；線圈完全進入磁場到右邊即將離開磁場的過程中F=kxil—k(x-l）il=kil2電流恒定,此過程中F不變；線圈右邊離開磁場之后,拉力等于線圈左邊所受安培力大小F=QUOTE，B=k（x—l）,則F=QUOTE(x—l）2F—x圖像為一段拋物線,故C正確,D錯誤。故選A、C。(多選）（2020·銀川高二檢測)如圖所示,abcd為一邊長為l的正方形導線框,導線框位于光滑水平面內,其右側為一勻強磁場區(qū)域,磁場的邊界與線框的邊cd平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁感應強度為B,方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右運動,直至通過磁場區(qū)域。cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動,規(guī)定線框中電流沿逆時針時方向為正，則導線框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、b兩端的電壓Uab及導線框中的電流i隨cd邊的位置坐標x變化的圖線可能正確的是 ()【解析】選B、D。線圈的cd邊剛進入磁場時做勻速運動,則整個線圈進入磁場時速度不變，根據(jù)楞次定律產(chǎn)生逆時針方向的電流，為正方向，電動勢大小E=Blv，此時ab兩端的電壓為Uab=QUOTEBlv,當線圈全部進入磁場時,線圈內無感應電流，此時線圈做勻加速運動,ab兩端的電壓為Uab=Bl（v+at),對比圖像可知,A錯誤,B正確；當線圈的cd邊出磁場時，電流為順時針方向,由于此時安培力大于外力F，故此時線圈做減速運動,且加速度逐漸減小，電流圖像的斜率減小,逐漸趨近于開始進入磁場時的電流大小,C錯誤，D正確。故選B、D?！炯庸逃柧殹咳鐖D,EOF和E′O′F′為空間一勻強磁場的邊界,其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，OO′間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里.一邊長為l的正方形導線框沿O′O方向勻速通過磁場，t=0時刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正，則感應電流i與時間t的關系圖線可能正確的是 （)【解析】選B.本題中四個選項都是i-t圖線,故可用排除法