《2011届高考物理二轮专题复习学案：专题六 电磁感应规律及其应用新课标》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理二轮专题复习学案：专题六 电磁感应规律及其应用新课标（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 你的首选资源互助社区专题六 电路与电磁感应第 3 讲 电磁感应规律及其应用【核心要点突破】知识链接一、 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用情况二、法拉第电磁感应定律1.公式： tNE，N 为线圈匝数2、 导体切割磁感线的情形（1）一般情况：运动速度 v 与磁感应线方向夹角为 时则（2）E=BLv (垂直平动切割) L 是导线的有效切割长度 (v 为磁场与导体的相对切割速度) (B 不动而导体动；导体不动而 B 运动)（3）21llvlE (直导体绕一端转动切割 )深化整合一、感应电流方向的判断、楞次定律的理解楞次定律判定感应电流方向的一般步骤，基本思路可归结为：“一原、二感、三电
2、流” ，（1）明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向如何； （2）确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增还是减)（3）根据楞次定律确定感应电流磁场的方向（4）再利用安培定则，根据感应电流磁场的方向来确定感应电流方向2.楞次定律中“阻碍”两字的含义：（1）谁阻碍谁?是感应电流的磁通量阻碍原磁通量;（2）阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化而不是磁通量本身;（3）如何阻碍?当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即”增反减同”;（4）结果如何?阻碍不是阻止,只是延缓了磁通量变化的快慢,结果是增加的还是增加,减少的还是减少.【典例训练
3、 1】 （2010全国理综T18）如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a、b 之间的距离。若线圈下边刚通过水平面 b、c（位于磁场中）和 d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为 F、 c和 d， 你的首选资源互助社区则A dF c b B. cF D. E2，a 端为正 B. E1E2，b 端为正 你的首选资源互助社区C. E1E2，a 端为正 D. E1E2，b 端为正【命题立意】本题以水平金属
4、棒在两通电螺线管间的水平圆形匀强磁场中自由下落，垂直切割磁感线产生感应电动势，考查考生的空间想象能力和把立体图转化为平面图思维方法。【思路点拨】解答本题可按以下思路分析：【规范解答】选 D，将立体图转化为平面图如右图所示，由几何关系计算有效切割长度 L 96.02).0(2211 RRhL38由机械能守恒定律计算切割速度 v，即：21mvgh，得 gh，则：gRgv4.02.1， R6.8.02根据 E=BLv， gBE4.611 ， gRBE6.13.02，可见 E1E2。又根据右手定则判断电流方向从 a 到 b，在电源内部，电流是从负极流向正极的，所以选项 D 正确。【类题拓展】求动生电动
5、势的“一变三看”法：（1）变立体图为平面图（2）一看三量夹角关系（3）二看有效切割长度（4）三看有效切割速度【专题模拟演练】一、选择题1. 如图 1 所示，质量为 m 的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线的拉力大小,下列说法中正确的是（ ）A.大于环重力 mg,并逐渐减小B.始终等于环重力 mgC.小于环重力 mg，并保持恒定D.大于环重力 mg,并保持恒定2. 矩形金属导线框 ABCD 固定在水平面内，匀强磁场区域 abc 沿着矩形线框的对称轴线匀速穿过矩形导由安培定则判螺线管磁场方向 将
6、立体图转化为平面图确定有效切割长度和切割速度 由 E=BLv 计算得结果 你的首选资源互助社区线框，如图 2 所示.若规定导线框中的顺时针方向为电流的正方向，那么在磁场区域穿越 ABCD 导线框的过程中，导线框中产生的感应电流可以用下列哪个选项的图象来定量描述（ ）3.在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场，如图 3 所示，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为 a，质量为 m，电阻为 R 的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度 v 从图示位置向右运动，当线框中心线 AB 运动到与 PQ 重合时，线框的速度为 2v，则（ ）A.此时线框中的电功率为
7、4B2a2v2/RB.此时线框的加速度为 4B2a2v/(mR)C.此过程通过线框截面的电量为 Ba2/RD.此过程回路产生的电能为 0.75 mv24.如图 4 所示，边长为 L=2 m 的正方形导线框 ABCD 和一金属棒 MN 由粗细相同的同种材料制成，每米长电阻为 R0=1 .以导线框两条对角线交点 O 为圆心，半径 r=0.5 m 的匀强磁场区域的磁感应强度为B=0.5 T,方向垂直纸面向里 .金属棒 MN 与导线框接触良好 ,且与对角线 AC 平行.若棒 MN 以 v=4 m/s 的速度沿垂直于 AC 方向向右匀速运动,当运动至 AC 位置时（ ）A.棒 MN 上通过的电流为 0.
8、41 A 你的首选资源互助社区B.棒 MN 上通过的电流为 1.2 AC.棒 MN 所受安培力大小为 1.2 ND.棒 MN 所受安培力大小为 0.21 N5.在竖直平面内建立如图 5 所示的直角坐标系，x 轴水平，y 轴正向竖直向上，AOB 是坐标平面内光滑的半圆形金属轨道，A、B 连线水平，其最低点在坐标原点，在 x 轴上方存在着垂直纸面向外的磁场（图中未画出） ，磁感应强度大小的变化规律为 B=yB0(B0 为一不为零的常数， y 为纵坐标值). 一质量分布均匀、有一定电阻的金属棒 PQ（长度与 AO 连线等长）放在轨道上，初始位置如图，由于重力作用从静止开始运动的过程中（PQ 始终与
9、轨道接触良好）,下列说法正确的是（ ）A.金属棒中的感应电流可能是从 Q 到 PB.最终金属棒 PQ 可能在轨道上来回运动C.最终金属棒 PQ 一定停在水平方向D.金属棒 PQ 一定在轨道上往复运动多次，最终停下6.（2010济南市二模）两块水平放置的金属板间的距离为 d，用导线与一个 n 匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻 R 与金属板连接，其余电阻均不计。如图所示，两板间有一个质量为m、电量 q 的带正电的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度 B 的变化情况和磁通量的变化率分别是A磁感应强度 B 竖直向上且正在增强,mgdtnqB 磁感应强度 B 竖直向下且正在增
10、强, tC磁感应强度 B 竖直向上且正在减弱, ()mgdRrtnqD磁感应强度 B 竖直向下且正在减弱, ()t7. （2010徐州市三模） 如图所示,通电螺线管置于水平放置的两根光滑平行金属导轨 MN 和 PQ之间,ab 和 cd 是放在导轨上的两根金属棒,它们分别放在螺线管的左右两侧.保持开关闭合,最初两金属棒处 你的首选资源互助社区于静止状态,当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时,ab 和 cd 棒的运动情况是A. ab 向左,cd 向右 B. ab 向右,cd 向左C. ab、 cd 都向右运动 D.ab、cd 都不动8.（2010扬州四模） 在我省某中学实验室的水平桌面上，放置边长为
11、 L 的正方形闭合导体线圈 abcd，线圈的 ab 边沿南北方向，ad 边沿东西方向，如图所示已知北半球地磁场的竖直分量向下下列说法中正确的是A若使线圈向东平动，则 a 点的电势比 b 点的电势高，线圈中感应电流方向为 abcdaB若使线圈向北平动，则 a 点的电势比 b 点的电势高，线圈中感应电流方向为 adcbaC若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则 a 点的电势比 b 点的电势高，线圈中感应电流方向为 abcdaD若以 ab 为轴将线圈向上翻转，则 b 点的电势比 a 点的电势高，线圈中感应电流方向为 adcba二、计算题9.(16 分) 如图 8（a ）所示，两根足够长的水平平行金属导轨
12、相距为 L=0.5 m，其右端通过导线连接阻值R=0.6 的电阻，导轨电阻不计，一根质量为 m=0.2 kg、阻值 r=0.2 的金属棒 ab 放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒与导轨间的动摩擦因数 =0.5.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，取 g=10 m/s2.若所加磁场的磁感应强度大小恒为 B，通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力，使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动，经过 0.5 s 电动机的输出功率达到 P=10 W，此后电动机功率保持不变.金属棒运动的 v-t 图象如图（b）所示，试求：（1）磁感应强度 B 的大小；（2）在 00.5 s 时间内金属棒的加速度 a
13、 的大小；（3）若在 0 0.3 s 时间内电阻 R 产生的热量为 0.15 J，则在这段时间内电动机做的功为多少.10.（17 分）如图 9 甲所示，空间存在竖直向上磁感应强度 B=1 T 的匀强磁场，ab、cd 是相互平行间距L=1 m 的长直导轨，它们处在同一水平面内，左边通过金属杆 ac 相连，质量 m=1 kg 的导体棒 MN 水平放置在导轨上，已知 MN 与 ac 的总电阻 R=0.2 ，其他电阻不计 .导体棒 MN 通过不可伸长细线经光滑定滑轮与质量也为 m 的重物相连，现将重物由如图所示的静止状态释放后与导体棒 MN 一起运动，并始终 你的首选资源互助社区保持导体棒与导轨接触
14、良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为 =0.5,其他摩擦不计，导轨足够长，重物离地面足够高，重力加速度 g 取 10 m/s2.（1）请定性说明：导体棒 MN 在达到匀速运动前，速度和加速度是如何变化的；到达匀速运动时 MN 受到的哪些力合力为零，并在图乙中定性画出棒从静止至匀速的过程中所受的安培力大小随时间变化的图象（不需说明理由及计算达到匀速的时间）.（2）若已知重物下降高度 h=2 m 时，导体棒恰好开始做匀速运动，在此过程中 ac 边产生的焦耳热 Q=3 J，求导体棒 MN 的电阻值 r.答案及解析一、选择题1. 【 解析】选 A.因穿过圆环的 减小，由楞次定律知，将产生顺时针感应电流，再由左手定则得，圆环所受安培力向下，故线的拉力变大，即 F 拉=mg+F 安=mg+BIL.因 B 在减小，故拉力减小，所以选 A.2. 【 解析】 选 C.区域 abc 匀速穿过 ABCD，等效于导线框 ABCD 向左穿过磁场区域，进入过程中，由E=Blv，i=ER知，l 均匀增大，故 E 和 i 也均匀变大，i 的方向沿逆时针方向，当磁场完全在 ABCD 内时，i=0，同理，在离开过程中，i 又沿顺时针方向均匀变大，故选 C.3.
