2019版高考物理鲁科版大一轮复习讲义：第十章电磁感应基础课2word版含解析.doc.pdf

篡石出课2 法拉笫电该扇应定律t虑滿洗 知识排查 WHSJS 法拉第电磁感应定律 1.感应电动势 (1)概念：在电磁感应现象屮产生的电动势。 (2)产生条件：穿过冋路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 (3)方向判断：感应电动势的方向用愣次定律或右手定则判断。 2.法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化奎成正比。 A 0 (2)公式： =/7,其中H为线圈匝数。 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的毯經定律，即戶 3.导体切割磁感线的情形 (1)若B、/ 、P相互垂直，则E=BlVo (2) p/B 时，E=Oc 知识点一自感、涡流 1.自感现象 (1)概念：由于导体自身的虫M变化而产生的电磁感应现象称为自感。 (2)自感电动势 定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。 (3)自感系数 L 和关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。 单位：亨利(H)，1 mH=103H, 1 PH=10-6HO 2.滿流 紧抓教材自主落实课前双基过关 表达式：E=L A 将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，感应电流在金駡块 内部形成闭合回路就像旋涡一样，所以叫涡流。 小题速练 1.思考判断 A 0 (1)0=0, 不一定等于0。( ) A 0 匝数/I有关，所以0、必、I的大小均与线圈匝数 有关。 () (3)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。() (4)线圈匝数A2越多，磁通量越大，产生的感应电动势越大。() (5)线圈屮的电流越大，自感系数也越大。() (6)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。() 答案(1)V (2)X (3)7 (4)X (5)X (6)7 2.鲁科版选修3-2.P14 - T,改编将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中关于 线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是() A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越人：感应电动势越人 C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终和同 答案C 课堂5动探究I 1.法拉第电磁感应定律的理解 (1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率j共同决定 而与磁通量0的大小、变化量 0的大小没有必然联系。 研透考点核心突破 (2)感应电动势与线 考点 法拉第电磁感应定律的理解和应用 A 0 (2)磁通量的变化率对应cp-t图线上某点切线的斜率。 2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况 (1)磁通量的变化是由而积变化引起时， nI BAS A 0 = A5,则 (2)磁通量的变化是由磁场变化引起时， , AB ? 5 A5 ? 5,则En 一； (3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，0=0# B252-BI5I A BA 5 0初，E=n_矣。 【典例】轻质细线吊着一质量为m=0.42 kg、边长为 =1 m、匝数n=10的 正方形线 圈，其总电阻为r=l Q。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图1甲所示。磁 场方向垂直纸面向里， 磁感应强度大小随吋间变化的关系如图乙所示?( 取g=10m/s 2) X X X XX x X B X XXXX X c XXN x d X 2 .* 1 Bzz-*c, 2 : 1 C.a-Cf 1 : 2 D.c-*。，1 : 2 解析用右手定则判断出两次金属棒MTV中的电流方向为NM，所以电阻中的电流 方向“1。由电动势公式可知急故选项C正确。 答案 C 2. （2018?吉林省长春市七校联考）一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框 abed冏定不动，其中矩形区域“iv/存在磁场（未岡出），磁场方向与线圈平面垂 直， 磁感应强度大小B随时间f均匀变化， . 目=极0）,己知ab=fc=4L，bc=5L， 答案 c AS 己知L长度的电阻为，则导线框中的电流为（）解析电路中的总电阻为/?=18r， 电路中的感应电动势为 =导 线框abed中的电流为选项A正确。 答案 A 3. （2018?云南玉溪一中检测）如图3所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的 有 界匀强磁场，虚线表示环的某条直径， 己知所奋磁场的磁感砬强度随吋间变化关系 都满足5=什，磁场方向如图所示。测得A环内感应电流强度为/, 则S环和C环内感 应电流强度分别为（） A./fi=/，/c=0 B./z?二八 /c=2/ C.IB=2I，IC=2ID7B=2；,IC=0 解析C环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感 A 0 A B 应电流产生，则Ic=0o根据法拉第电磁感应定律得E=n=n S=kS, S 是有效面积，可得所以A、B中感应电动势之比A:=1 :2,根据欧姆定律得， IB=2IA=2IO选项D正确。 答案 D 4. （多选）如阁4所示，条形磁铁位于阀定的半圆光滑轨道的圆心位置，一半径为R、 质量为m的金属球从半阙轨道的一端沿半阙轨道由静止下滑，重力加速度大 A. 8kL 2 B. 25kL2 18r 图2 C. 4並 9? D. 25kL2 9r A.金属球会运动到半圆轨道的;W端 B.由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球屮不会产生感应电流 C.金属球受到的安培力做负功 小为心下列说法正确的是（ D.系统产生的总热量为mgR 解析金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回 路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械 能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，选项C正确，A、B错 误；根 据能量守恒定律得系统产生的总热量为m以?，选项D正确。 答案CD 5.在研宂自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈 L和定值电阻组成如图5所示的电路（线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽 略），关于这个实验下面说法正确的是（） 图 5 A.闭合开关的瞬间，A、B 起亮，然后A熄灭 B.闭合幵关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗 C.闭合开关，待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗 D.闭合开关，待电路稳定后断开开关，A、B灯中的电流方向均为从左向右解析闭 合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故B 立即亮，A 逐渐变亮。随着A中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐 变小，故B逐渐变暗，选项A错误，B正确；电路稳定后断开开关，线圈相当于电 源，对A、B供电，回路中的电流在原来通过A的电流的基 础上逐渐变小，故A逐 渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗，选项C错误；断开开关后，线圈中的自感电流 从左向右，A灯中电流从左向右，B灯中电流从右向左，故选项D错误。 答案 B 6. （2018?内蒙古部分学校高三上学期期末联考）如图6甲所示，固定闭合线 处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀， 磁场的磁感应强度大小5 随时间 f的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（） LA abed AJ=1S时, 必边受到的安培力方向向左 B. Z=2s时，M边受到的安培力为0 C. Z=2s时，M边受到的安培力最大 D. r=4s吋，M边受到的安培力最大 解析由题图知，0?2s内磁感应强度大小逐渐增大，根据楞次定律知线圈中产生感 应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则判断知6/?边受到的安培力方向 正确，C错误；Z=4s时，B=0,安培力 F=0,选项D错误。 答案 B 7. （多选）某探宄性学习小组研制了一种发电装罝如图7甲所示。图乙为其俯视图。 将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h=0.5 m半径r=0.2 m的圆柱体， 其可绕固定轴OO'逆时针（俯视）转动，角速度0=100 rad/so设關柱外侧附近每个 磁场区域的磁感应强度大小均为S=0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面。紧靠圆柱体 外侧固定一根长度与圆柱体高和等、电阻为/?,=0.5 Q的细金属杆M，杆M与轴00' 平行。阁丙中阻值/?=1.5 Q的电阻与理想电流表A串联后 接在杆M两端。下列说法 正确的是（） 向 右， 选项A错误; s 时， g =0，感应电流/=0，安培力F=0,选项B 图 7 A.电流表A的示数为1 A B.杆M产生感应电动势的最大值约为2.83 V C.电阻/? 消耗的电功率为2 W D.在圆柱体转过一周的吋间内，流过电流表A的总电荷量为零 解析杆M切割磁感线产生的最大感应电动势为= 又 v = cor,解得 m =2 V；因为B的 大小及u的大小均不变，所以最大电动势的大小不变，且电动 F2 势的有效值E=Em=2V，选项B错误；电流表A的示数为 1= +=5+05 A =1 A,选项A正确；Pze=/ 1 2 3/?=l2X1.5 W=1.5 W, 选项C错误；在圆柱体转过一周的 时间内，流过电流表A的平均电流为零，即流过电表A的总电荷量为零，选项D 正确。 答案AD 8.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，fi=0.2 T,有一水平放置的光滑框架， 宽度为/=0.4m,如图8所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 Q 的金属杆框架 电阻不计。若以杆以恒定加速度u=2m/s 2,由静止开始做匀 加速直线运动，贝IJ: 1 在5 s内平均感应电动势是多少？ 2 第5 s末，回路中的电流多大？ 3 第5 s末，作用在d杆上的水平外力多大 ? 解 析(1)5 s内的位移s=cir=25 m, 5 s内的平均速度u=5 m/s ,0+2X5 (也可用v= 2 - m/s = 5 m/s求解) 故平均感应电动势 =fi/u=0.4 V。 (2)第5 s 末:vt=at=l0 m/s, 此时感应电动势 即F=BIl+ma=0A64No 答案(1)0.4 V (2)0.8 A (3)0.164 N B级：拔高练 9. (多选) 半径为、 右端开小口的导体圆环和长为2tz的导体直杆， 单位长度的电 阻 均为爪。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强 度为 B。杆在圆环上以速度I；平行于直径CZ)向右做匀速直线运动，杆始终有两点 与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由0确定，如图9所 示。贝 1J() A.时，杆产生的感应电动势为卯 B.?时，杆产生的感应电动势为卯 c. 时， 杆受到的安培力大小为， 2B2av D.时，杆受到的安培力大小为仏 解析根据法拉第电磁感应定律可得其中/ 为有 效长度，当0=0时，/ = 2a,则 =2fi卯，选项A正确；当/? (),解得 (5 M +3) 风)，故选项B错误，D正确。 则回路电流为 - (3)杆做匀加速 运动，则 0.2X0.4X10 = 1 安=ma, A=0.8 Ao (H +2) /?0 答案 AD 10.（多选）在如图10甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正， 磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为/, 电阻为的正方形均匀线框有一 半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此吋线框M边的发热功率为P，则（） 圏10 A.线框屮的感应电动势为# B.线框屮感应电流为 C.线框d边的发热功率为f D. b端氓势高于6/端 F 金属棒A端相当于电源正极，电容器M板带正电，选项C错误；可得 电容器所带电荷量为选项D错误。 答案AB 12.(1)如图12甲所示，两根足够长的平行导轨，间距1=0.3 m,在导轨间有垂直纸 面向里的匀强磁场，磁感应强度Bi=0.5 T。一根直金属打 ? A/V以m/s的 速度向 右匀速运动，杆姗始终与导轨垂直且接触良好。杆姗的电阻/1 = 1 Q , 导轨的电阻可 忽略。求杆胃屮产生的感应电动势 1; (2)如图乙所示，一个匝数/i=100的圆形线圈，面积4=0.4 m，电阻r2=l Q。 在线圈 中存在面积S2=0.3 m 2 垂直线圈平面 (指向纸外 )的匀强磁场区域， 磁感应 强度扔随时 间f变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势 2; (3)将一个R=2 Q的电阻分别与阁甲和阁乙中的6/、/ ；端相连接 , 然后6端接地。 试 判断以上两种情况屮，哪种情况u端的电势较高？并求出较高的电势。 解析(1)杆胃做切割磁感线的运动，产生的感应电动势,=氏 y=0.3 V。 (2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，产生的感应电动势 2 = /?2=4.5 V。 (3)题图甲中仰=0，题图乙中必 / ，=0， 所以当电阻与题图甲中的导轨相连接时，6Z端的电势较高。 此时通过电阻的电流7=7 电阻/? 两端的电势差(pa(pb = IR u端的电势 =/?=0.2V。 答案(1)0.3 V (2)4.5 V (3)与图甲中的导轨相连接端电势高=0.2 V 图12 丙