電磁感應(yīng)-2025年江蘇高考物理復(fù)習(xí)專練(解析版)_第1頁
電磁感應(yīng)-2025年江蘇高考物理復(fù)習(xí)專練(解析版)_第2頁
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文檔簡介

重難點(diǎn)12電磁感應(yīng)

圣營題趨勢

考點(diǎn)三年考情分析2025考向預(yù)測

近年來在高考命題中呈現(xiàn)出以下幾個趨勢:基礎(chǔ)知識的考查、綜合應(yīng)用

考點(diǎn)1感應(yīng)電流能力的考查、圖像與電路問題、實(shí)驗(yàn)與探究能力的考查、新動向與新趨

的方向法拉第2020年江蘇題勢、計算題與壓軸題。針對電磁感應(yīng)的復(fù)習(xí),考生應(yīng)該全面掌握相關(guān)知

2021年江蘇題

電磁感應(yīng)定律識點(diǎn),注重基礎(chǔ)知識的鞏固和理解,同時通過大量的練習(xí)來提高解決綜

2022年江蘇題

考點(diǎn)2導(dǎo)體棒在合問題的能力。高考對這一部分知識的考查不僅局限于基礎(chǔ)知識的記憶

2023年江蘇題

磁場中的運(yùn)動問2024年江蘇題和理解,更傾向于考查考生的綜合應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力。因

題止匕考生在備考過程中應(yīng)該全面準(zhǔn)備,注重知識的整合和應(yīng)用,以更好

地應(yīng)對高考的挑戰(zhàn)。

重難詮釋

【情境解讀】

安培定則■■電流的磁效應(yīng)---電流、運(yùn)動電因電生磁

▼荷產(chǎn)生的磁^--------

(1)安培力——磁場對通電導(dǎo)線的

左手定則■,作用力—因電受力

(2)洛倫茲力一磁場對運(yùn)動電荷

的作用力

三定則、一定律的綜合應(yīng)用1—一

右手定則?*導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的電—因動生電

磁感應(yīng)現(xiàn)象?---------

.閉合回路中磁通量變化產(chǎn)生的電一由就任由

楞次定律■■——因磁生電

E=“絲

感生電動勢—「BbS

ArE=n-----

「ABAS

E=n-------

4

法拉第電磁感應(yīng)定律自感一一動生電動勢

燈A2立即亮起來,

燈A1逐漸變亮,最

終一樣亮

自感現(xiàn)象

燈泡逐漸變暗,禺

電流方向不變,A2

電流反向

【高分技巧】

1.“三定則、一定律”的應(yīng)用

(1)“三個定則”“一個定律”的比較

名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律

電流的磁效應(yīng)運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則

磁場對電流的作用磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力左手定則

部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動右手定則

電磁感應(yīng)

閉合回路磁通量變化楞次定律

(2)“三個定則”和“一個定律”的因果關(guān)系

①因電而生磁(ITB)一安培定則;

②因動而生電(v、BT)一右手定則;

③因電而受力(八B-F)一左手定則;

④因磁而生電(S、B—D—楞次定律。

(3)解題思路

①應(yīng)用楞次定律時,一般要用到安培定則來分析原來磁場的分布情況。

②研究感應(yīng)電流受到的安培力,一般先用右手定則確定電流方向,再用左手定則確定安培力的方向,

或者直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。

③“三定則、一定律”中只要是涉及力的判斷都用左手判斷,涉及“電生磁”或“磁生電”的判斷都

用右手判斷,即“左力右電”。

【技巧點(diǎn)撥】“三個效應(yīng)”

①電流熱效應(yīng):焦耳,當(dāng)電流通過電阻時,電流做功而消耗電能,產(chǎn)生了熱量。

②電流磁效應(yīng):奧斯特,任何通有電流的導(dǎo)線,都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象。

③電磁感應(yīng):法拉第,放在變化磁通量中的導(dǎo)體,會產(chǎn)生電動勢。

2.自感問題歸類

(1)通電自感和斷電自感的比較

LA,A,

——0-------

電路圖

器材要求Ai、A2同規(guī)格,R=RL,L較大L很大(有鐵芯)

在S閉合瞬間,燈A2立即亮起來,

通電時燈A立即亮,然后逐漸變暗達(dá)到穩(wěn)定

燈Ai逐漸變亮,最終一樣亮

①若附,燈泡逐漸變暗;

回路電流減小,燈泡逐漸變暗,

斷電時

②若燈泡閃亮后逐漸變暗。

Ai電流方向不變,A2電流反向

兩種情況下燈泡中電流方向均改變

(2)自感中“閃亮”與“不閃亮”問題

與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡

A,―——

電路圖

-----1---1---0—__b-

電流突然增大,燈泡立刻變亮,然后電流逐漸減小

通電時電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮

達(dá)到穩(wěn)定

電路中穩(wěn)態(tài)電流為/1、h

電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電①若—l,則燈泡逐漸變暗;②若l2>h,

斷電時

流方向不變則燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況燈泡中電流方向

均改變

【技巧點(diǎn)撥】分析自感問題的三個技巧

①通電自感:通電時自感線圈相當(dāng)于一個變化的電阻,阻值由無窮大逐漸減小。

②斷電自感:斷電時自感線圈相當(dāng)于電源,電動勢由某值逐漸減小到零。

③電流穩(wěn)定時,自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體,是否需要考慮其電阻根據(jù)題目而定。

3.電磁感應(yīng)中的圖像問題

(1)解題關(guān)鍵:弄清初始條件、正負(fù)方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場的

轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類問題的關(guān)鍵。

另外,要正確解決圖像問題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實(shí)際過程中去,又能根

據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去,最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。

(2)解題步驟

①明確圖象的種類,即是8—f圖還是。一f圖,或者E—f圖、/—r圖等;對切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動

勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及E-x圖象和i-x圖象;

②分析電磁感應(yīng)的具體過程;

③用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系;

④結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等知識寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;

⑤根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等;

⑥畫圖象或判斷圖象。

(3)常用方法

①排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是

非均勻變化),特別是分析物理量的正負(fù),以排除錯誤的選項(xiàng)。

②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(jìn)行分

析和判斷。

4.電磁感應(yīng)中的電路問題

在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)

于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對用電器供電,在回路

中形成電流.因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。

(1)電源與電阻

①電源:做切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源。

I、動生問題(棒切割磁感線)產(chǎn)生的電動勢E=BLv,方向由右手定則判斷。

A①

II、感生問題(磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化)的電動勢E=n——,方向由楞次定律判斷而電流方向都是由等

△t

效電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。

②電阻:產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體或回路的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻,其余部分的電阻是外電阻。

③路端電壓:U=IR或U=E-Ir

E

④感應(yīng)電流:I=--------,r為電源部分內(nèi)阻。

R+r

⑤通過回路截面的電荷量q:僅與〃、八①和回路電阻尺有關(guān),與時間取長短無關(guān),與①是否均勻變化

無關(guān).推導(dǎo)如下:9=/。=2?加="三^加="。

RRMR

【技巧點(diǎn)撥】求電荷量q的方法

①適合恒定電流問題:Q=lt

②電流為平均電流:一萬A①△①

Q—It=------1=7-----1----------

R+r\R+r)tR+r

③已知通電導(dǎo)體的位移X和導(dǎo)軌間距q=—=—

RR

mvmv

④通過動量定理求解:q=^~'

BL

(3)解題思路

①“源”的分析:用法拉第電磁感應(yīng)定律算出E的大小,用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電流的方向

(感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向),從而確定電源正負(fù)極,明確內(nèi)阻r。

②“路”的分析:根據(jù)“等效電源”和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路。

△①

③根據(jù)E=BLv或E=n—,結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識、電功率、焦耳定律等相

關(guān)關(guān)系式聯(lián)立求解。

(4)電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖

閉合電路電磁感應(yīng)電磁感應(yīng):電源畫外電路

等效電路圖

/=上EF=n—A:—lA<D一/1=工

R+rZH=n----R+r

/上

rjR門聯(lián)系1:電動勢EE=BlvE.

R+rE=BIvR

E==B/232W=UIt

P=IU,聯(lián)系2:功和能E=-B1(O

Q=I2Rt2s-^Q=I?Rt

q=It楞次定律P=UI

行而7E,r=U=E—Ir

q=CU右手定則串并聯(lián)電路

限時提升練

(建議用時:40分鐘)

1.(2022.江蘇.高考真題)如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度3

隨時間/的變化關(guān)系為3=穌+H,為、4為常量,則圖中半徑為R的單匝圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

大小為()

A.兀kr1B.nkE2D.叫我

【答案】A

【解析】由題意可知磁場的變化率為"=幺=左

Nt

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E=—="?]=左"產(chǎn),故選人。

2.(2023.江蘇.高考真題)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,OC導(dǎo)體棒的。端位于

圓心,棒的中點(diǎn)A位于磁場區(qū)域的邊緣?,F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞。點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)動。。、A、C點(diǎn)電勢分別為

夕0、(PA>(pc,貝!j()

/XX、、

;/x*xX'M]

;xx°xx/CI

'、、XX/

A.(po>(pcB.(pc>g)AC.cpo=g)AD.(po~(pA=(pA~(pc

【答案】A

【解析】由題圖可看出OA導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線,則根據(jù)右手定則可知夕。>必,其中導(dǎo)體棒AC段不

在磁場中,不切割磁感線,電流為0,則夕C=0A,A正確、BC錯誤;根據(jù)以上分析可知")一0A>0,(PA-

(pc=0,則(po—(PA>(PA—(PC,D錯誤。故選Ao

3.(2020.江蘇.高考真題)如圖所示,兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度用和與大小相等、方向相反。金屬圓

環(huán)的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環(huán)中產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流的是()

A.同時增大與減小當(dāng)

B.同時減小用增大當(dāng)

C.同時以相同的變化率增大與和不

D.同時以相同的變化率減小與和為

【答案】B

【解析】產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流則感應(yīng)磁場的方向垂直紙面向里。由楞次定律可知,圓環(huán)中的凈

磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多,A錯誤,B正確。同時以相同的變化率增大Bi和

或同時以相同的變化率減小S和兩個磁場的磁通量總保持大小相同,所以總磁通量為0,不會產(chǎn)生感

應(yīng)電流,CD錯誤。故選B。

4.(2024.江蘇?高考真題)如圖所示,在絕緣的水平面上,有閉合的兩個線圈a、b,線圈。處在垂直紙

面向里的勻強(qiáng)磁場中,線圈6位于右側(cè)無磁場區(qū)域,現(xiàn)將線圈。從磁場中勻速拉出,線圈。、b中產(chǎn)生的感

應(yīng)電流方向分別是()

XX;

-----

XX:

xQa\ZaOh

XX

A.順時針,順時針B.順時針,逆時針

C.逆時針,順時針D.逆時針,逆時針

【答案】A

【解析】線圈。從磁場中勻速拉出的過程中穿過。線圈的磁通量在減小,則根據(jù)楞次定律可知。線圈

的電流為順時針,由于線圈。從磁場中勻速拉出則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流,則線圈。靠近線圈6的過

程中線圈b的磁通量在向外增大,同理可得線圈b產(chǎn)生的電流為順時針。故選A。

5.(2020.江蘇.高考真題)如圖所示,電阻為0.K1的正方形單匝線圈abed的邊長為0.2m,be邊與勻

強(qiáng)磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T。在水平拉力作用下,線圈以8m/s

的速度向右穿過磁場區(qū)域。求線圈在上述過程中:

(1)感應(yīng)電動勢的大小E-

(2)所受拉力的大小F;

(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量0。

X

X

X

X

X

X

【答案】(1)0.8V;(2)0.8N;(3)0.32J

【解析】(1)由題意可知當(dāng)線框切割磁感線是產(chǎn)生的電動勢為£=BLv=0.5倉。.28V=0.8V

(2)因?yàn)榫€框勻速運(yùn)動故所受拉力等于安培力,有F=F/BIL

E

根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=下

結(jié)合(1)聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)可得F=0.8N;

2T2'02

(3)線框穿過磁場所用的時間為r=——=——-s=0.05s

v8

"2Q02

故線框穿越過程產(chǎn)生的熱量為。=I2Rt=—Z=黃?0.05J=0.32J

6.(2021.江蘇?高考真題)貫徹新發(fā)展理念,我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛,2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000

億千瓦時。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示,發(fā)電機(jī)的線圈固定,磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動,

已知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.2T,線圈的匝數(shù)為100、面積為0.5m?,電阻為0.6Q,

若磁體轉(zhuǎn)動的角速度為90rad/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為50A。求:

(1)線圈中感應(yīng)電動勢的有效值E;

(2)線圈的輸出功率尸。

【答案】⑴6.4x102V;⑵3.1X104W

【解析】(1)電動勢最大值斗=凡《0

有效值石=卷

NBSo)

解得石=

6

帶入數(shù)據(jù)得6.4xl()2v

(2)輸出電壓。=£一/廠

輸出功率?=/。

解得尸=/(E—")

代入數(shù)據(jù)得P=3.1x104W

7.(2024.江蘇興化.調(diào)研)如圖所示,整個空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場8,導(dǎo)軌間距

為/且足夠長,左端接阻值為R的定值電阻,導(dǎo)軌電阻不計,現(xiàn)有一長為2%的金屬棒垂直放在導(dǎo)軌上,在

金屬棒以。點(diǎn)為軸沿順時針方向以恒定角速度。轉(zhuǎn)過60。的過程中(金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,電阻不

計)()

A.通過定值電阻的電流方向由6到。B.轉(zhuǎn)動過程中棒兩端的電動勢大小不變

C.通過定值電阻的最大電流為幽■D.通過定值電阻的電荷量為且竺

R8R

【答案】B

【解析】根據(jù)右手定則可知,通過定值電阻的電流方向由。到6,故A錯誤;整個導(dǎo)體棒都在磁場中

切割磁感線,故產(chǎn)生感應(yīng)電動勢不變。=33(2/)20=23/2。,故B正確;當(dāng)金屬棒兩端接觸到導(dǎo)軌時,

-i17。I?,2

電路接入感應(yīng)電動勢最大,則有段=-3(2/)2。=23尸。則最大感應(yīng)電流為,/=£魚=4吆冬,故c

2mRR

_A①

錯誤;轉(zhuǎn)過60。的過程中,通過定值電阻的電荷量為E.,BAS,又

q-7/aA/t=—=-^—At=------

RRR

△5=工八瓶/=3/2,聯(lián)立解得,1%,故D錯誤。

222R

9.(2024.江蘇蘇州南航附中.二模)如圖所示,空間中存在勻強(qiáng)磁場8,方向垂直紙面向里。一長度為

/的銅棒以速度v向右勻速運(yùn)動,速度方向與銅棒之間的夾角為30。,則銅棒而兩端的電勢差[^為()

XXXX

A.BlvB.-BlvC.-BlvD.--Blv

22

【答案】D

【解析】銅棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,"相當(dāng)于電源,根據(jù)右手定則,判斷知。端相當(dāng)于電源的

負(fù)極,6端相當(dāng)于電源的正極,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可得。"=-E=-3/vsin30°=-故選

Do

10.(2024.江蘇揚(yáng)州.二模)我市某興趣小組利用地磁場探究交變電流的規(guī)律如圖甲所示,線圈在地磁

場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)軸OO'沿東西方向水平放置,產(chǎn)生的交變電流i隨時間Z變化關(guān)系圖像如圖乙所示。已知

地磁場方向斜向下,則()

k0器

A.0時刻,線圈在豎直面內(nèi)

B.3時刻,線圈在水平面內(nèi)

4

c.若僅增加轉(zhuǎn)速,變小

D.若僅將轉(zhuǎn)軸沿南北方向水平放置,&變小

【答案】D

【解析】0時刻,由乙圖可知,感應(yīng)電流為0,此時穿過線圈的磁通量最大,線圈處于與磁場方向垂直

的平面,故A錯誤;工時刻,由乙圖可知,感應(yīng)電流最大,此時穿過線圈的磁通量最小,線圈處于與磁場

4

方向平行的平面,故B錯誤;若僅增加轉(zhuǎn)速,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值增大,則卻變大,故C錯誤;

若僅將轉(zhuǎn)軸沿南北方向水平放置,則地磁場水平分量一直與線圈平面平行,只有地磁場的豎直分量穿過線

圈,所以線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值變小,則變小,故D正確。故選D。

11.(2024.江蘇揚(yáng)州新華中學(xué).二模)三峽大壩是目前世界上最大的水力發(fā)電站,裝機(jī)容量達(dá)2250萬千

瓦,年發(fā)電量1000億千瓦時。發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理可作如圖簡化:KLMN是一個放在勻強(qiáng)磁場中的矩形導(dǎo)線

框,線框繞垂直于磁場的固定軸以角速度。沿逆時針方向(俯視)勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)MN邊與磁場方向的夾角

為30。時開始計時(圖示位置),此時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電動勢為及下列說法正確的是()

A./=0時刻,電流沿KLMNK方向

71

B.t=—時刻,穿過線框的磁通量變化率最大

3(o

C.該交流電動勢的有效值為注E

2

D.該交流電動勢瞬時值表達(dá)式為6=竽£63+£|

【答案】D

【解析】根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向總是阻礙線圈磁通量的變化,而/=0時刻,邊與磁場方

向的夾角為30°,并且沿逆時針方向(俯視)勻速轉(zhuǎn)動,向右的磁通量將要增大,所以感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場

方向向左,感應(yīng)電流沿處M方向,A錯誤;t=——時刻,轉(zhuǎn)過的角度為6=。/=?!?所以此時

3693

線圈平面與磁場方向垂直,穿過線框的磁通量最大,但是磁通量變化率最小,B錯誤;該交流電動勢的有效

值為峰值電動勢除以根號二,當(dāng)邊與磁場方向的夾角為30°時的感應(yīng)電動勢為

E=IBLmrcos30°=2x—BLcor=E.而峰值電動勢為£;〃=2班0r=24=拽E,該交流電動勢

12V33

的有效值為%=2恚+0=半石,C錯誤;該交流電動勢瞬時值表達(dá)式為6=子£“卬/+今)

D正確。故選D。

12.(2024.江蘇泰州.第一次調(diào)研)己知無限長直導(dǎo)線通電時,在某點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與導(dǎo)

線中的電流成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比。兩根足夠長的直導(dǎo)線平行放置,其中電流分別為

/、2/,A、B是兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)的兩點(diǎn),到導(dǎo)線的距離分別如圖所示,其中A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為綜。則B

點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度()

ddd

I21

A.大小為",方向垂直紙面向外B.大小為殳,方向垂直紙面向里

99

C.大小為芻,方向垂直紙面向外D.大小為也,方向垂直紙面向外

33

【答案】A

【解析】由安培定則可知,兩導(dǎo)線獨(dú)立在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向均垂直紙面向里,則有

「kl2kl3kl

B=—+——=—

Q°ddd

左邊導(dǎo)線在B點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向垂直紙面向外,右邊導(dǎo)線在B點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向垂直紙面向里,

M2klklB

則有8=-----------=—=」,方向垂直紙面向外,故選A。

d3d3d9

13.(2024.江蘇南京.三模補(bǔ)償)某同學(xué)完成了如下實(shí)驗(yàn):如圖,銅導(dǎo)軌固定在水平桌面上,左端用導(dǎo)

線相連,一銅棒垂直導(dǎo)軌靜置于導(dǎo)軌上。在銅棒與導(dǎo)軌組成的回路中心上方某處,將一強(qiáng)磁鐵豎直向上拋

出,己知銅棒與導(dǎo)軌之間的摩擦很小可以忽略,銅棒與導(dǎo)軌接觸良好。在磁鐵上升過程,磁鐵克服磁場力

做功叱,磁場力對導(dǎo)體棒做功對,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,銅棒獲得的能為線。不考慮電磁輻射,則

在此過程:()

A.銅棒向左運(yùn)動B.Wz=QC.Wt-W2=QD.WI=EK

【答案】C

【解析】將一強(qiáng)磁鐵豎直向上拋出,回路的磁通量減小,根據(jù)楞次定律推論可知銅棒向右運(yùn)動,故A

錯誤;由能量守恒可知叱-嗎=。故B錯誤,C正確;對導(dǎo)體棒有叱=穌故D錯誤。故選C。

14.(2024.江蘇蘇錫常鎮(zhèn).三模補(bǔ)償訓(xùn)練)無線充電技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中,如圖甲為電動汽

車無線充電原理圖,M為受電線圈,N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖,線圈匝數(shù)為n、橫截面

積為S,a、b兩端連接車載變流裝置,某段4時間內(nèi)線圈N產(chǎn)生的磁場平行于圓軸線向上穿過線圈M。下

A.當(dāng)線圈M中磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時,能為電動汽車充電

B.當(dāng)線圈N接入恒定電流時,線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓

C.當(dāng)線圈M中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加時,線圈M兩端產(chǎn)生電壓可能變大

D.若這段。時間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加AB,則M中產(chǎn)生的電動勢為理

△t

【答案】C

【解析】當(dāng)送電線圈N接入恒定電流,則產(chǎn)生的磁場不變化,受電線圈M中的磁通量沒有發(fā)生變化,

故無法產(chǎn)生感應(yīng)電流,不能為電動汽車充電,故A錯誤;當(dāng)線圈N接入恒定電流時,受電線圈M中的磁通

量不變,故M兩端不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,線圈M兩端無電壓,故B錯誤;穿過線圈M的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加,

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,如果磁感應(yīng)強(qiáng)度增加的越來越快,則產(chǎn)生增大的感應(yīng)電動勢,線圈M兩端產(chǎn)生

A①

的電壓就可能變大,故正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有〃=畔故錯誤。故選。

CE=-7DC

15.(2024.江蘇.二模)某同學(xué)利用手機(jī)物理工坊測量當(dāng)?shù)氐卮艌龅拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度,如圖甲所示,以手機(jī)

顯示屏所在平面為xQy平面,在手機(jī)上建立直角坐標(biāo)系,該同學(xué)測量時z軸始終保持豎直向上,手機(jī)

平面繞z軸勻速轉(zhuǎn)動,手機(jī)顯示出各軸磁場的實(shí)時數(shù)據(jù)(如圖乙所示)。當(dāng)外界磁場分量與坐標(biāo)軸正方向相

同時則顯示正值,相反則顯示負(fù)值,根據(jù)圖像可推知,下列說法錯誤的是()

A.圖中%時刻X軸正方向指向地球北方B.圖中弓時刻y軸正方向指向地球南方

C.時間內(nèi)手機(jī)剛好繞Z軸轉(zhuǎn)動了一周D.通過z軸數(shù)據(jù)可知測量地在南半球

【答案】D

【解析】地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近,在南半球,地磁場方向斜向上,豎直

分量豎直向上,水平分量指向北方;在北半球,地磁場方向斜向下,豎直分量豎直向下,水平分量指向北

方。

根據(jù)北半球地磁場保持水平分量為向北,因此當(dāng)手機(jī)繞z軸轉(zhuǎn)動過程,地磁場水平分量在x軸和y軸

的分量,將出現(xiàn)正弦或余弦式的變化,圖中「時刻x軸正方向磁場數(shù)值達(dá)到最大,說明此時刻x軸正方向指

向地球北方,故A正確;圖中G時刻y軸負(fù)方向磁場數(shù)值達(dá)到最大,說明12時刻y軸正方向指向地球南方,

故B正確;4~J時間內(nèi)x軸方向磁場變化剛好一個周期,說明4~J時間內(nèi)手機(jī)剛好繞z軸轉(zhuǎn)動了一周,

故C正確;由圖中z軸數(shù)據(jù)為負(fù),即磁場有豎直向下分量且基本保持不變,可知測量地在北半球,故D錯

誤。本題選擇錯誤的,故選D。

16.(2024.江蘇海門.學(xué)情調(diào)研)如圖所示,左端有微小夾縫(距離可忽略)的形光滑導(dǎo)軌He水

平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,一電容器C與導(dǎo)軌左端相連,導(dǎo)軌上的金屬棒MN與成垂直,在外力尸

作用下從b點(diǎn)開始以速度v向右勻速運(yùn)動,忽略所有電阻。下列關(guān)于回路中的電流入極板上的電荷量外

外力E及其功率尸隨時間f變化的圖像中,正確的是()

【解析】根據(jù)題意,設(shè)灰和ba的夾角為。,導(dǎo)體棒的運(yùn)動時間為方,此時,導(dǎo)體棒運(yùn)動距離為x=4

由幾何關(guān)系可知,切割磁感線的有效長度為L=Wtan。

感應(yīng)電動勢為E=BLv=Bv2ttan0

由題意可知,電容器兩端的電壓等于感應(yīng)電動勢,則電容器極板上的電荷量為q=CU=C3v2rtan。,

故B錯誤;

由B分析可知,時間內(nèi)電容器極板上電荷量的變化量為AquCBFAftan,

回路中的電流為,=A£=C3v2tan9,故A錯誤;

根據(jù)題意,由公式七=3〃可知,外力為F=七=BIL=CB2V6,故C錯誤;

根據(jù)公式尸=網(wǎng)可得,外力的功率為「故D正確。故選D。

17.(2024.江蘇蘇錫常鎮(zhèn).教學(xué)情況調(diào)研一)如圖所示,足夠長的兩光滑豎直金屬導(dǎo)軌間距為L,處在磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中,勻質(zhì)金屬棒ab、cd均緊貼兩導(dǎo)軌,質(zhì)量均為機(jī),電

阻均為R,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g,現(xiàn)用懸繩固定油棒,由靜止釋放cd棒,求:

(1)cd棒最終速度的大小;

(2)懸繩對R?棒拉力的最大值。

霽;⑵T=2mg

【答案】(1)V,

【解析】(1)根據(jù)題意,設(shè)加棒最終速度的大小為%,此時,感應(yīng)電動勢為E=

感應(yīng)電流為/=£=絲2

RR

D2T2

安培力為FA=BIL=2~^上

cd棒速度穩(wěn)定時,對cd棒有mg=FA

聯(lián)立解得%=

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