20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題四第2講-電磁感應(yīng)規(guī)律及綜合應(yīng)用-學(xué)案-wenkub
2025-04-05 05 本頁面
【正文】 平行于軸線的外加磁場，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较颍菥€管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)．當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖所示規(guī)律變化時( BC )A．在0～t1時間內(nèi)，環(huán)有收縮趨勢B．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)有擴(kuò)張趨勢C．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t2～t3時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流【解析】 在0～t1時間內(nèi)，B均勻增加，則在線圈中產(chǎn)生恒定不變的感應(yīng)電動勢，則在導(dǎo)線框dcba中形成穩(wěn)定的電流，則此時環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)也沒有收縮趨勢，選項(xiàng)A錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，B的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺南碌缴锨抑饾u減小，在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向外減小，穿過環(huán)的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律可知(增縮減擴(kuò))，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流，且有擴(kuò)張趨勢，選項(xiàng)B、C正確；在t2～t3時間內(nèi)，B的方向向下，且B的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺纳系较虑抑饾u減小，在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向里減小，穿過環(huán)的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知(增反減同)，環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項(xiàng)D錯誤．規(guī)律總結(jié)二次感應(yīng)問題的處理技巧(1)依據(jù)磁場所在的線圈(原線圈)中磁通量變化，利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．(2)判斷產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小是否變化，若變化，則存在二次感應(yīng)問題．(3)根據(jù)感應(yīng)電流的方向及大小變化，結(jié)合安培定則判斷無磁場線圈(二次要感應(yīng)的線圈)中磁通量的變化情況．(4)利用楞次定律或推論，判斷無磁場線圈中的感應(yīng)方向或線圈運(yùn)動變化情況． 考向3 渦流、電磁阻尼和電磁振蕩6，(多選)(2020河北衡水中學(xué)二模)如圖甲所示，質(zhì)量m＝10－3 kg的“”形金屬細(xì)框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平細(xì)桿CD長L＝ m，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1＝ T，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中，有一匝數(shù)n＝300，面積S＝ m2的線圈通過開關(guān)S與兩水銀槽相連，線圈處于與線圈平面垂直，沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，t＝ s時閉合開關(guān)S，細(xì)框瞬間跳起(細(xì)框跳起瞬間安培力遠(yuǎn)大于重力)，跳起的最大高度h＝ m，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g＝10 m/s2，下列說法正確的是( BD )A．0～ s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動勢大小為3 VB．開關(guān)S閉合瞬間，CD中的電流方向由C到DC．磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向下D．開關(guān)S閉合瞬間， C【解析】 由圖像可知0～ s內(nèi)ΔΦ＝ΔBS＝ Wb，0～ s線圈中感應(yīng)電動勢大小E＝n＝300 V＝30 V，A錯誤；由題意可知細(xì)桿CD所受安培力方向豎直向上，由左手定則可知電流方向?yàn)镃→D，由安培定則可知感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，由圖示圖像可知， s～ s內(nèi)穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B2方向豎直向上，故B正確C錯誤；對細(xì)框由動量定理得BILΔt＝mv，細(xì)框豎直向上做豎直上拋運(yùn)動v2＝2gh，電荷量q＝IΔt，解得Q＝ C，D正確． 考向5 電磁感應(yīng)中的等效電路問題10．(2020新課標(biāo)全國卷Ⅰ)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖(a)中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上．t＝0時磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示，則在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)( BC )A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時針方向C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為【解析】 根據(jù)B－t圖像，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時針，但在t0時刻，磁場的方向發(fā)生變化，故安培力方向FA的方向在t0時刻發(fā)生變化，則A錯誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得：I＝，又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝＝＝，則圓環(huán)和斜面間的動摩擦因數(shù)為( D )A． B．C． D．【解析】 根據(jù)楞次定律可知，0～8t0時間內(nèi)感應(yīng)電流的方向沿順時針方向，由左手定則可知圓環(huán)上部受安培力沿斜面向下，設(shè)圓環(huán)半徑為r，電阻為R，在t＝8t0時有E1＝＝2r聯(lián)立以上各式得μ＝，故A、B、C錯誤，D正確．3．(多選)(2019新課標(biāo)卷Ⅲ)如圖，一邊長為l0的正方形金屬框abcd固定在水平面內(nèi)，空間存在方向垂直于水平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場．一長度大于l0的均勻?qū)w棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動過程中導(dǎo)體棒始終與ac垂直且中點(diǎn)位于ac上，導(dǎo)體棒與金屬框接觸良好．已知導(dǎo)體棒單位長度的電阻為r，金屬框電阻可忽略．將導(dǎo)體棒與a點(diǎn)之間的距離記為x，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小隨x(0≤x≤l0)
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