高考物理5年高考3年模拟江苏专课件专题十电磁感应

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1、专题十电磁感应 高考物理 江苏专用 考点一楞次定律法拉第电磁感应定律1 2014江苏单科 1 3分 如图所示 一正方形线圈的匝数为n 边长为a 线圈平面与匀强磁场垂直 且一半处在磁场中 在 t时间内 磁感应强度的方向不变 大小由B均匀地增大到2B 在此过程中 线圈中产生的感应电动势为 五年高考 A组自主命题 江苏卷题组 A B C D 错解分析本题易错选C 原因有两种可能 一是对磁通量概念的理解有误 认为面积S a2 二是审题不清 认为磁感应强度 增加了 2B 由此可见 解题过程中一定要细心再细心 2 2011江苏单科 2 3分 如图所示 固定的水平长直导线中通有电流I 矩形线框与导线在同一竖

2、直平面内 且一边与导线平行 线框由静止释放 在下落过程中 A 穿过线框的磁通量保持不变B 线框中感应电流方向保持不变C 线框所受安培力的合力为零D 线框的机械能不断增大 答案B由通电直导线周围磁感线的分布规律可知 线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少 故磁通量在不断变小 故A错 下落时穿过线框的磁通量始终减小 由楞次定律可知感应电流的方向保持不变 故B正确 线框上下两边受到的安培力方向虽相反 但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度 故上边所受的安培力大于下边所受的安培力 其合力不为零 故C错 由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能 故线框的机械能减

3、少 D错 评析考查知识点多 几乎涵盖了电磁学的所有知识 如左 右手定则 楞次定律和电磁感应中的能量转换关系 难度适中 因考查的都是基本知识 故得分率高 3 2016江苏单科 6 4分 多选 电吉他中电拾音器的基本结构如图所示 磁体附近的金属弦被磁化 因此弦振动时 在线圈中产生感应电流 电流经电路放大后传送到音箱发出声音 下列说法正确的有 A 选用铜质弦 电吉他仍能正常工作B 取走磁体 电吉他将不能正常工作C 增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D 弦振动过程中 线圈中的电流方向不断变化 答案BCD铜质弦无法被磁化 不能产生磁场引起线圈中磁通量的变化从而产生感应电流 所以铜质弦不能使电吉他正常

4、工作 故A项错误 取走磁体 金属弦无法被磁化 线圈中不会产生感应电流 B项正确 由E n知 C项正确 金属弦来回振动 线圈中磁通量不断增加或减小 电流方向不断变化 D项正确 考查点本题考查产生感应电流的条件 法拉第电磁感应定律 感应电流方向等知识 属于容易题 易错点拨有些学生受生活中吉他铜质弦的影响 误选A项 这就提醒我们解题一定要结合所学的物理知识 深入思考推理 不要凭想象 失分警示铜质材料不能被磁化 铜质弦振动时不会在线圈中产生感应电动势 审题关键 磁体把金属弦磁化 被磁化了的弦振动时 使线圈内磁通量发生变化 从而产生了感应电流 4 2014江苏单科 7 4分 如图所示 在线圈上端放置一盛

5、有冷水的金属杯 现接通交流电源 过了几分钟 杯内的水沸腾起来 若要缩短上述加热时间 下列措施可行的有 A 增加线圈的匝数B 提高交流电源的频率C 将金属杯换为瓷杯 D 取走线圈中的铁芯 答案AB该装置的工作原理是 线圈内变化的电流产生变化的磁场 从而使金属杯内产生涡流 再把电能转化为内能 使杯内的水升温 交流电源的频率一定时 线圈产生的磁场的磁感应强度最大值Bm越大 杯内磁通量变化就越快 产生的涡流就越大 增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场Bm增大 而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场Bm减小 故A对 D错 交流电源的频率增大 杯内磁通量变化加快 产生的涡流增大 故B正确 瓷为绝缘材料 不能产生

6、涡流 故C错 考查点本题从改变线圈构造 工作电源 加热容器等多个视角考查考生对涡流的理解 属于容易题 学习指导涡流不是重 难点 学习中很容易忽视它 由此可见 我们在学习过程中 不留知识漏洞 才不会在高考中留下遗憾 5 2016江苏单科 13 15分 据报道 一法国摄影师拍到 天宫一号 空间站飞过太阳的瞬间 照片中 天宫一号 的太阳帆板轮廓清晰可见 如图所示 假设 天宫一号 正以速度v 7 7km s绕地球做匀速圆周运动 运动方向与太阳帆板两端M N的连线垂直 M N间的距离L 20m 地磁场的磁感应强度垂直于v MN所在平面的分量B 1 0 10 5T 将太阳帆板视为导体 1 求M N间感应电

7、动势的大小E 2 在太阳帆板上将一只 1 5V 0 3W 的小灯泡与M N相连构成闭合电路 不计太阳帆板和导线的电阻 试判断小灯泡能否发光 并说明理由 3 取地球半径R 6 4 103km 地球表面的重力加速度g 9 8m s2 试估算 天宫一号 距离地球表面的高度h 计算结果保留一位有效数字 解析 1 法拉第电磁感应定律E BLv 代入数据得E 1 54V 2 不能 因为穿过闭合回路的磁通量不变 不产生感应电流 3 在地球表面有G mg匀速圆周运动G m解得h R 代入数据得h 4 105m 数量级正确都算对 答案 1 1 54V 2 见解析 3 4 105m 考查点本题考查感应电流产生的条

8、件 法拉第电磁感应定律 万有引力提供向心力 黄金代换式等考点 情景清晰简单 对分析推理能力要求不高 属于中等难度题 易错点拨虽然MN连线在切割磁感线 M点电势高于N点电势 但在M N之间连小灯泡 整个回路在磁场中平动 磁通量不变 1 2018课标 17 6分 如图 导体轨道OPQS固定 其中PQS是半圆弧 Q为半圆弧的中点 O为圆心 轨道的电阻忽略不计 OM是有一定电阻 可绕O转动的金属杆 M端位于PQS上 OM与轨道接触良好 空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场 磁感应强度的大小为B 现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定 过程 再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到

9、B 过程 在过程 中 流过OM的电荷量相等 则等于 A B C D 2 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案B本题考查法拉第电磁感应定律及电荷量公式 由公式E I q It得q 设半圆弧半径为r 对于过程 q1 对于过程 q2 由q1 q2得 故B项正确 规律总结电磁感应中电荷量的求解方法 1 q It 2 q 其中 的求解有三种情况 1 只有S变化 B S 2 只有B变化 B S 3 B和S都变化 2 1 2 2017课标 15 6分 如图 在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨 导轨平面与磁场垂直 金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS 一圆环形金属线框T位于回路围成

10、的区域内 线框与导轨共面 现让金属杆PQ突然向右运动 在运动开始的瞬间 关于感应电流的方向 下列说法正确的是 A PQRS中沿顺时针方向 T中沿逆时针方向B PQRS中沿顺时针方向 T中沿顺时针方向C PQRS中沿逆时针方向 T中沿逆时针方向D PQRS中沿逆时针方向 T中沿顺时针方向 答案D金属杆PQ向右运动 穿过PQRS的磁通量增加 由楞次定律可知 感应电流在PQRS内的磁场方向垂直纸面向外 由安培定则可判断PQRS中产生逆时针方向的电流 穿过T的磁通量是外加匀强磁场和PQRS产生的感应电流的磁场的磁通量代数和 穿过T的合磁通量垂直纸面向里减小 据楞次定律和安培定则可知 T中产生顺时针方向

11、的感应电流 故D正确 易错点拨对楞次定律的深度理解线框与导轨共面且与磁场垂直 当金属杆PQ向右运动时 PQRS中向里的磁通量增加 从而产生逆时针方向的感应电流 T中原有垂直纸面向里的磁通量不变 而增加了因PQRS中感应电流产生的向外的磁通量 导致T中垂直纸面向里的合磁通量减小 从而产生顺时针方向的感应电流 3 2017北京理综 19 6分 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图 L1和L2为电感线圈 实验时 断开开关S1瞬间 灯A1突然闪亮 随后逐渐变暗 闭合开关S2 灯A2逐渐变亮 而另一个相同的灯A3立即变亮 最终A2与A3的亮度相同 下列说法正确的是 A 图1中 A1与L1的电阻值相

12、同B 图1中 闭合S1 电路稳定后 A1中电流大于L1中电流C 图2中 变阻器R与L2的电阻值相同 D 图2中 闭合S2瞬间 L2中电流与变阻器R中电流相等 答案C本题考查自感现象判断 在图1中断开S1瞬间 灯A1突然闪亮 说明断开S1前 L1中的电流大于A1中的电流 故L1的阻值小于A1的阻值 A B选项均错误 在图2中 闭合S2瞬间 由于L2的自感作用 通过L2的电流很小 D错误 闭合S2后 最终A2与A3亮度相同 说明两支路电流相等 故R与L2的阻值相同 C项正确 知识拓展断电自感现象深入分析图1实验为断电自感实验 当S1断开后 L1与A1构成一个闭合回路 L1的自感电动势使回路中的电流

13、保持一段时间 故A1会逐渐变暗 4 2017课标 18 6分 扫描隧道显微镜 STM 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌 为了有效隔离外界振动对STM的扰动 在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板 并施加磁场来快速衰减其微小振动 如图所示 无扰动时 按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场 出现扰动后 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 答案A本题考查电磁阻尼 若要有效衰减紫铜薄板上下及左右的微小振动 则要求施加磁场后 在紫铜薄板发生上下及左右的微小振动时 穿过紫铜薄板横截面的磁通量都能发生变化 由选项图可知只有A满足要求 故选A 5 2015课标 15 6分 如图 直角三角形金属

14、框abc放置在匀强磁场中 磁感应强度大小为B 方向平行于ab边向上 当金属框绕ab边以角速度 逆时针转动时 a b c三点的电势分别为Ua Ub Uc 已知bc边的长度为l 下列判断正确的是 A Ua Uc 金属框中无电流B Ub Uc 金属框中电流方向沿a b c aC Ubc Bl2 金属框中无电流D Uac Bl2 金属框中电流方向沿a c b a 答案C闭合金属框在匀强磁场中以角速度 逆时针转动时 穿过金属框的磁通量始终为零 金属框中无电流 由右手定则可知Ub Ua Uc A B D选项错误 b c两点的电势差Ubc Blv中 Bl2 选项C正确 6 2018课标 19 6分 多选 如

15、图 两个线圈绕在同一根铁芯上 其中一线圈通过开关与电源连接 另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路 将一小磁针悬挂在直导线正上方 开关未闭合时小磁针处于静止状态 下列说法正确的是 A 开关闭合后的瞬间 小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B 开关闭合并保持一段时间后 小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C 开关闭合并保持一段时间后 小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间 小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 答案AD本题考查电流的磁效应 楞次定律等知识 当开关闭合瞬间 右侧线圈中电流突然增大 铁芯上向右的磁场增强 由楞次定律可知左侧线圈中正

16、面感应电流向上 则远处直导线上电流向左 由安培定则可知小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向里 A项正确 开关闭合并保持一段时间后 磁场不再变化 左侧线圈中没有感应电流 小磁针N S极回到原始方向 故B C两项错误 开关断开的瞬间 右侧线圈中电流减小 左侧线圈正面感应电流向下 远处直导线上电流向右 由安培定则知 小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向外 故D项正确 审题指导关键词在审题中的作用关键词 同一根铁芯 意味着左右两侧线圈中磁通量变化率相同 远处 说明此处小磁针不再受线圈中磁通量变化的影响 小磁针悬挂在直导线正上方 说明磁针的偏转受直导线上电流产生的磁场影响 7 2018课标 20 6分 多选 如图 a 在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R R在PQ的右侧 导线PQ中通有正弦交流电i i的变化如图 b 所示 规定从Q到P为电流正方向 导线框R中的感应电动势 A 在t 时为零B 在t 时改变方向C 在t 时最大 且沿顺时针方向 D 在t T时最大 且沿顺时针方向 答案AC本题考查楞次定律的应用及法拉第电磁感应定律 由i t图像可知 在t 时 0 此时穿过导线框