2025年高考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練:電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)_第1頁
2025年高考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練:電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)_第2頁
2025年高考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練:電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)_第3頁
2025年高考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練:電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)_第4頁
2025年高考物理重難點(diǎn)復(fù)習(xí)專練:電磁感應(yīng)(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)_第5頁
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文檔簡介

重難點(diǎn)13電磁感應(yīng)

(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖

像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)

命題趨勢

考點(diǎn)分析三年考情分析2025命題熱點(diǎn)

法拉第電磁感應(yīng)定2024:北京卷、江蘇卷、廣東卷、甘肅卷

律和楞次定律的應(yīng)2023:海南卷、湖北卷、江蘇卷

用2022:河北卷、廣東卷、山東卷

-伊田2024:北京卷、全國甲卷1、法拉第電磁感應(yīng)定律

黑肥?的電路2023:全國甲卷、遼寧卷

和楞次定律的應(yīng)用

和圖像問題2022:河北卷、全國乙卷、全國甲卷

2、電磁感應(yīng)定律的綜合

2024:廣西卷、江西卷、湖南卷、黑吉遼卷、應(yīng)用

三大力學(xué)觀點(diǎn)在電山東卷、河北卷、湖北卷

磁感應(yīng)中的應(yīng)用2023:廣東卷、山東卷、遼寧卷

2022:湖北卷、湖南卷

【課標(biāo)要求】

1.熟練應(yīng)用楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題。

2.會分析電磁感應(yīng)中的圖像問題。

3.會分析電磁感應(yīng)中得動(dòng)力學(xué)問題。

【考查方向】

本專題知識不僅是高考必考點(diǎn),而且考查呈現(xiàn)多樣性,不僅有在選擇題中,對基本內(nèi)容,

如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培定則等知識的考查,還有在選擇題和計(jì)算題中對感應(yīng)

電動(dòng)勢問題中的圖像問題,與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的電路問題,與動(dòng)力學(xué)、功能關(guān)系相結(jié)

合問題等,進(jìn)行綜合考察;??嫉哪P陀袟U一軌模型、線框模型等。

【備考建議】

復(fù)習(xí)中要注意:熟練掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、感應(yīng)電流方向的判斷、感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算;

掌握電磁感應(yīng)知識與電路相結(jié)合的問題、與力和運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的問題、與動(dòng)量守恒及能量守恒相

結(jié)合的問題等的分析求解方法。對一些典型模型如桿一軌類問題、線框穿越有界磁場的問題、

電磁感應(yīng)圖像的問題等要分析理解透徹,弄清它們的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)和功能關(guān)系。

----------------------------h

重難詮釋

【情境解讀】

電磁感應(yīng)基本概念與規(guī)律考查情境

感應(yīng)電流產(chǎn)生條件及方向判斷:常以線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)、磁鐵在線圈中進(jìn)出等情境,考查

考生對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的理解,以及運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的能力。

法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用:通過改變磁通量的方式,如磁場強(qiáng)度變化、線圈面積變化、線

圈與磁場夾角變化等,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。

電磁感應(yīng)與電路、圖像綜合考查情境

電磁感應(yīng)電路分析:給出導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線或線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)的情境,要求考

生分析等效電路,確定電源部分、內(nèi)阻,運(yùn)用閉合電路歐姆定律計(jì)算電流、電壓等物理量。

電磁感應(yīng)圖像問題:以導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)、線框通過有界磁場等為背景,給出速度圖

像、電流圖像、安培力圖像等,要求考生根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律分析物理過程,判斷圖像的正誤或

根據(jù)圖像信息求解相關(guān)物理量。

電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)綜合考查情境

導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)分析:常見情境是導(dǎo)體棒在光滑或粗糙導(dǎo)軌上,在磁場中受安培力和

其他外力作用而運(yùn)動(dòng),需要考生運(yùn)用牛頓第二定律、共點(diǎn)力平衡條件等力學(xué)規(guī)律分析導(dǎo)體棒的

加速度、速度、位移等物理量。

線框在磁場中運(yùn)動(dòng)問題:線框在磁場中可能會受到安培力、重力、彈力等多種力的作用,

其運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜,如線框在磁場中自由下落、在磁場中擺動(dòng)等,需要考生綜合運(yùn)用電磁感

應(yīng)和動(dòng)力學(xué)知識進(jìn)行分析。

電磁感應(yīng)與能量、動(dòng)量綜合考查情境

電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒:以導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)或線框通過有界磁場等情境,分析

能量的轉(zhuǎn)化過程,如機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等,運(yùn)用能量守恒定律求解焦耳熱、

機(jī)械能的變化等物理量。

電磁感應(yīng)與動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律結(jié)合:當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場中受到安培力作用時(shí),安培力

的沖量會使導(dǎo)體棒的動(dòng)量發(fā)生變化,可結(jié)合動(dòng)量定理求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間、位移等物理量。

【高分技巧】

、電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖

電磁感應(yīng)閉合電路

電磁感應(yīng)中圖像問題的解題思路:

(1)明確圖像的種類,即是3—/圖還是。一/圖,或者E—/圖、/圖等;對切割磁感線產(chǎn)生

感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及E-x圖像和i-x圖像;

(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(dòng)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)畫圖像或判斷圖像.

三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題

1.導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

(1)平衡狀態(tài)一加速度為0—靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(根據(jù)平衡條件列式分析)

(2)非平衡狀態(tài)——加速度不為零.(根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析)

2.導(dǎo)體常見運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析

V右耳合=。勻速直線運(yùn)動(dòng)

v增大,若。恒定,拉力R增大

E=Blv

v增大,F安增大,R合減小,a減小,做加

〃、U同向

速度減小的加速運(yùn)動(dòng),減小到a=0,勻速

若P合并

-R+r直線運(yùn)動(dòng)

J

IF合=ma

F=BIlv減小,R安減小,a減小,當(dāng)。=0,靜止

&a、v反向

J或勻速直線運(yùn)動(dòng)

R合

四、電磁感應(yīng)中的能量問題

1.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

其他形式克服安培力做物而能電流做功焦耳熱或其他

的能量"形式的能量

2.求解焦耳熱Q的三種方法

(1)焦耳定律:Q=FRt,電流、電阻都不變時(shí)適用

(2)功能關(guān)系:Q=W克服安培力,任意情況都適用

(3)能量轉(zhuǎn)化:Q=NE其他能的減少量,任意情況都適用

三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題

1.動(dòng)量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用

⑴對于兩導(dǎo)體棒在平直的光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的情況,如果兩棒所受的外力之和為零,則考慮應(yīng)

用動(dòng)量守恒定律處理問題;

(2)由加上可知,當(dāng)題目中涉及電荷量或平均電流時(shí),可應(yīng)用動(dòng)量定理來解

決問題.

2.安培力對時(shí)間的平均值的兩種處理方法

力對時(shí)間的平均值和力對位移的平均值通常不等。力對時(shí)間的平均值可以通過作廣/圖象,求

出曲線與f軸圍成的面積(即總沖量),再除以總時(shí)間,其大小就是力對時(shí)間的平均值后。

(1)角度一安培力對時(shí)間的平均值求電荷量

安培力的沖量公式是必乙處,這是安培力在電磁感應(yīng)中的一個(gè)重要推論。感

R

應(yīng)電流通過直導(dǎo)線時(shí),直導(dǎo)線在磁場中受到安培力的作用,當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時(shí),安培力的大

小為F=BIL。在時(shí)間A/內(nèi)安培力的沖量產(chǎn)4=友乙4

根據(jù)電流的定義式7=2,式中q是時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量

t

歐姆定律?=互,H是回路中的總電阻

R

電磁感應(yīng)中百=包可以得到安培力的沖量公式,此公式的特殊性決定了它在解題過程中的特殊

△t

應(yīng)用。

(2)角度二安培力對時(shí)間的平均值求位移

安培力的沖量公式是應(yīng)〃=mv°①

閉合電路歐姆定律7=工②

R+r

平均感應(yīng)電動(dòng)勢:亙=B5③

位移:X=Vt@

聯(lián)立①②③④

這是安培力在電磁感應(yīng)中的又一個(gè)重要推論O

限時(shí)提升練

一、單選題

1.(2024.廣西.模擬預(yù)測)如圖,學(xué)校興趣小組利用厚度為d、電阻率為夕的硅鋼片制成一個(gè)內(nèi)

徑為人高度為力的圓筒,d?ro已知圓筒所在處有沿軸線豎直向上方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間變化的規(guī)律為3=8(左為常數(shù))。下列說法正確的是()

A.硅鋼片中感應(yīng)電流的方向?yàn)閺纳贤驴茨鏁r(shí)針方向

B.硅鋼片中感應(yīng)電動(dòng)勢大小隨時(shí)間成正比變化

C.硅鋼片中感應(yīng)電流大小為竽

D.硅鋼片的發(fā)熱功率為呸”

2.(2025?陜西寶雞?一模)如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,將一水平放置的金屬棒從

距地面高為人處,以水平初速度%拋出。設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中棒的取向不變,且不計(jì)空氣阻力,

則落地時(shí)金屬棒人6兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和電勢高低,判斷正確的是()

A.E=BLv0,(pa>cpbB.E=BLM+2gh,<Pa>(Pb

C.E=BLv0,(pa<(pbD.E=BLyf^+2gh,<Pa<(Pb

3.(2024.浙江臺州.一模)如圖是我國研制的超導(dǎo)型核磁共振儀(MRI)。在圓筒狀機(jī)器內(nèi)部,

通電的超導(dǎo)型線圈能在受檢者周圍制造高強(qiáng)度磁場環(huán)境,借由高頻無線電波的脈沖撞擊身體細(xì)

胞中的氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核會將吸收的

能量釋放出來,按特定頻率發(fā)出射頻電信號,被電腦收錄并加以分析,繼而轉(zhuǎn)換成2D影像。

下列說法正確的是()

A.超導(dǎo)線圈的電流產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象

B.無線電波是電磁波,傳播需要介質(zhì),不能在真空中傳播

C.無線電波脈沖激發(fā)身體的氫原子核應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)

D.檢查過程中會產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場,所以受檢者不能攜帶鐵磁性金屬佩件

4.(2024.北京西城.二模)如圖所示,軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈,線圈M與直流電源、電

阻和開關(guān)Si相連,線圈N與電流表和開關(guān)S2相連。下列說法正確的是()

A.保持Si閉合,軟鐵環(huán)中的磁場為逆時(shí)針方向

B.保持Si閉合,在開關(guān)S2閉合的瞬間,通過電流表的電流由6-。

C.保持S2閉合,在開關(guān)Si閉合的瞬間,通過電流表的電流由bfa

D.保持S2閉合,在開關(guān)Si斷開的瞬間,電流表所在回路不會產(chǎn)生電流

5.(2024.四川成都.模擬預(yù)測)如圖甲所示,金屬圓環(huán)和金屬線框相互靠近且固定在水平面上,

金屬棒A8放在金屬線框上,圓環(huán)6端接如圖乙所示的正弦交變電流,金屬棒始終保持

A.。~%內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)?fA

B.內(nèi),金屬棒受到水平向左的靜摩擦力

C.G時(shí)刻,金屬棒受到的安培力最大

D.46內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流先減小后增大

6.(2024.浙江?一模)“福建艦”是我國第一艘采用電磁彈射裝置的航空母艦。如圖是某實(shí)驗(yàn)小

組做的彈射模擬裝置,首先將單刀雙擲開關(guān)打到。,用電動(dòng)勢為E的電源給電容為C的電容器

充電。電容器充滿電后開關(guān)打到。,驅(qū)動(dòng)線圈通電產(chǎn)生磁場,同時(shí)發(fā)射線圈從絕緣且內(nèi)壁光滑

的發(fā)射管道內(nèi)彈射出去。下列說法正確的是()

A.發(fā)射線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場水平向右

B.開關(guān)打到6的瞬間,發(fā)射線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大

C.開關(guān)打到》的瞬間,驅(qū)動(dòng)線圈的自感電動(dòng)勢最小

D.開關(guān)打到人的瞬間,發(fā)射線圈的安培力最大

二、多選題

7.(2024.全國.模擬預(yù)測)如圖所示的甲、乙電路中,%、%為兩盞完全相同的燈泡,小L2

是自感系數(shù)很大、直流電阻值大于燈泡阻值的自感線圈,E為電源,S1、S2為開關(guān),在演示自

感現(xiàn)象的過程中,下列說法正確的是()

A.閉合開關(guān)M時(shí),通過A】電流突然增大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

B.閉合開關(guān)當(dāng)時(shí),通過A2電流突然增大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

C.斷開開關(guān)加時(shí),通過A電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變

D.斷開開關(guān)S?時(shí),通過A,電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變

8.(2025?全國?模擬預(yù)測)某學(xué)習(xí)小組研究線框通過磁場時(shí)產(chǎn)生的阻尼與線框形狀等因素的關(guān)

系。光滑絕緣水平面上寬度為L的區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,一周長

為4L的線框仍加,質(zhì)量為機(jī)。①如圖所示,線框?yàn)檎叫螘r(shí),初速度為%,根邊平行磁場邊

界進(jìn)入磁場,線框離開磁場時(shí)的速度是進(jìn)入磁場時(shí)的一半。②線框?yàn)榫匦?,初速度不變,左?/p>

右邊長為下列說法正確的是()

XX

□fXX

d----------XX

XX

a

A.①情況下線框進(jìn)入磁場過程安培力的沖量大小為:加%

B.①情況下線框穿出磁場過程產(chǎn)生的電熱為得加說

C.②情況下線框穿出磁場的速度大小為葛%

D.②情況下整個(gè)過程線框產(chǎn)生的電熱為,“;

9.(2024.河北.模擬預(yù)測)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌和PQ放在水平面上,導(dǎo)軌左端

向上彎曲且光滑,導(dǎo)軌間距為L電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場,相距

一段距離而不重疊,磁場I左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,方向豎直向

上;磁場H的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5,方向豎直向下。兩磁場沿導(dǎo)軌長度均為必質(zhì)量均為加、接

入電路中電阻均為R的金屬棒仍和的■垂直導(dǎo)軌放置,金屬棒寸■置于磁場H的右邊界處(邊界

處存在磁場)?,F(xiàn)將金屬棒仍從彎曲導(dǎo)軌上某一高度為4處由靜止釋放,使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。金

屬棒時(shí)在離開磁場I前已經(jīng)勻速。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。重力

加速度為g,下列說法正確的是()

A.金屬棒時(shí)下滑剛進(jìn)入磁場I時(shí),十■中的電流方向?yàn)?fe

B.金屬棒仍下滑剛進(jìn)入磁場I瞬間,動(dòng)?中的電流大小廠一同

2R

C.金屬棒仍在磁場I內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱。=嚕

D.若金屬棒仍以速度M進(jìn)入磁場I,經(jīng)過時(shí)間務(wù)從磁場I穿出,則在這段時(shí)間內(nèi)通過4'

橫截面的電荷量q=叫2:/'。)

10.(2024.河北.模擬預(yù)測)如圖所示的裝置水平置于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5的勻強(qiáng)磁

場中,電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為凡兩副平行且光滑的導(dǎo)軌間距分別為d與2d。材質(zhì)均勻的導(dǎo)

體棒灰。的長度均為2d、電阻均為R、質(zhì)量均為見垂直置于導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌足夠長且不計(jì)電

阻。從閉合開關(guān)到兩導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的全過程中,下列說法正確的是()

A.穩(wěn)定前0、c棒均做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)

B.穩(wěn)定前。、。棒的加速度大小始終相同

C.穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)體棒。的速度大小為爵

mE2

D.導(dǎo)體棒6中產(chǎn)生的焦耳熱為5032d2

11.(2024.云南.模擬預(yù)測)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到安培力的作用而運(yùn)

動(dòng).如圖所示為使用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖,間距為L的平行導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),導(dǎo)

軌左端接有電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為廠的直流電源,導(dǎo)軌電阻不計(jì);質(zhì)量為恤、長為L的導(dǎo)體棒必

垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)體棒油電阻不計(jì),其中心通過絕緣細(xì)線繞過固定光滑定滑輪后與靜止在地

面上的質(zhì)量為機(jī)的重物相連,此時(shí)細(xì)線恰好伸直且無拉力,導(dǎo)體棒而與滑輪間的細(xì)線水平.整

個(gè)裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3的勻強(qiáng)磁場中.已知導(dǎo)體棒仍距離導(dǎo)軌左端

足夠遠(yuǎn),重物上升過程中不會碰到定滑輪,重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦.閉合開關(guān)S后,

下列說法正確的是()

BELm2

A.閉合開關(guān)S瞬間,重物的加速度大小為方工就一需著

B.導(dǎo)體棒最終的速度大小為5-黑

DLDL

RIF

C.要使導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)直流電源的輸出功率最大,則重物的質(zhì)量應(yīng)為〒

D.重物從靜止出發(fā)到剛好做勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,安培力對導(dǎo)體棒所做的功等于系統(tǒng)增加

的機(jī)械能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和

12.(2024.貴州黔東南.三模)如圖甲所示,足夠長的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,

導(dǎo)軌間距/=lm,空間中有垂直導(dǎo)軌平面向里的均勻分布的磁場(圖中未畫出),導(dǎo)軌的左端接

阻值R=1.5Q的電阻,一長/=lm,阻值r=0.5。,質(zhì)量"?=lkg的導(dǎo)體棒垂直放置在距導(dǎo)軌左側(cè)

xo=2m處。從/=0時(shí)刻開始,導(dǎo)體棒在外力R作用下向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),v-t

圖像如圖丙所示,同時(shí)導(dǎo)軌間的磁場按如圖乙所示規(guī)律變化,導(dǎo)體棒始終垂直金屬軌道并與金

屬軌道接觸良好。則()

B.0~0.5s內(nèi)R的沖量大小為[N.s

C./=0.75s時(shí)回路中的感應(yīng)電流方向俯視為順時(shí)針方向

D.0~ls內(nèi)通過定值電阻H的電荷量為0.5C

13.(2024.山東.模擬預(yù)測)如圖所示,傾角為夕、間距為d的光滑導(dǎo)軌的上端連接一自感系數(shù)

為L的線圈,空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)將一根質(zhì)量

為機(jī)的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,由于電路中的總電阻極小,此后導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上做

簡諧運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒的最大速度等于圓頻率與振幅的乘積,即%=。4,重力加速度大小為g,下

列說法正確的是()

A.導(dǎo)體棒做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為嚅?

IDa

B.回路中的最大電流為聾警

Ba

C.導(dǎo)體棒的最大動(dòng)能為富粵?

IB'd-

D.導(dǎo)體棒做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為加畢

Bd

三、解答題

14.(2024.陜西寶雞.模擬預(yù)測)如圖,固定的足夠長平行光滑雙導(dǎo)軌由水平段和弧形段在。

處相切構(gòu)成,導(dǎo)軌的間距為L區(qū)域CDER內(nèi)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為5的勻強(qiáng)磁場。

現(xiàn)將多根長度也為L的相同導(dǎo)體棒依次從弧形軌道上高為h的PQ處由靜止釋放(釋放前棒均

未接觸導(dǎo)軌),釋放第根棒時(shí),第根棒剛好穿出磁場。已知每根棒的質(zhì)量均為如

電阻均為凡重力加速度大小為g,莊〃8〃「。且與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì),棒與導(dǎo)軌接

觸良好。求

⑴第3根棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度大???

⑵第〃根棒剛進(jìn)入磁場時(shí),第1根棒的熱功率?

15.(2024.海南僧州.模擬預(yù)測)如圖所示,水平虛線&、L2之間是勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)豎直寬

度為力,磁場方向水平向里。豎直平面內(nèi)有一等腰梯形導(dǎo)線框,底邊水平,其上下邊長之比為

5:1,高為2鼠現(xiàn)使線框A3邊在磁場邊界卻的上方//高處由靜止自由下落,當(dāng)A3邊剛進(jìn)入磁

場時(shí)加速度恰好為0,在DC邊剛要進(jìn)入磁場前的一小段時(shí)間內(nèi),線框做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速

度為g。

----------------------------f

xxxxxxxLT.

XXXXXXX/

L2

⑴如果已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,導(dǎo)線框電阻為凡A3長為/,求線框的質(zhì)量;

⑵求在DC邊進(jìn)入磁場前,線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小與A3邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小之

比;

⑶求DC邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框加速度的大小。

16.(2024.陜西商洛?模擬預(yù)測)如圖,水平面內(nèi)固定有平行長直金屬導(dǎo)軌a。、cd和金屬圓環(huán);

金屬桿MN垂直導(dǎo)軌靜止放置,金屬桿OP一端在圓環(huán)圓心。處,另一端與圓環(huán)接觸良好。水

平導(dǎo)軌區(qū)域、圓環(huán)區(qū)域有等大反向的勻強(qiáng)磁場。OP繞。點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng);閉合K,待MN

勻速運(yùn)動(dòng)后,使OP停止轉(zhuǎn)動(dòng)并保持靜止。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,MN質(zhì)量為加,OP的角

速度為①,OP長度、MN長度和平行導(dǎo)軌間距均為L,MN和OP的電阻阻值均為廠,忽略其

余電阻和一切摩擦,求:

(1)閉合K瞬間MN所受安培力大小和方向;

(2)從OP停止轉(zhuǎn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的過程,MN產(chǎn)生的焦耳熱。

17.(24-25高三上?安徽?階段練習(xí))如圖所示,間距為d、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放

置,導(dǎo)軌與水平面之間的夾角。=30。。a、6兩根長均為d的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置,a、b之

間用一長為d的絕緣輕質(zhì)細(xì)線相連,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。開始時(shí)金

屬棒。固定,細(xì)線被拉直。已知。的質(zhì)量為機(jī),電阻為R,6的質(zhì)量為2如電阻為2R,重力

加速度為g,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻以及空氣阻力。

B

h

⑴若磁感應(yīng)強(qiáng)度3=笈(4>0),求從r=0開始經(jīng)過多長時(shí)間,細(xì)線中開始沒有拉力;

⑵若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦且不變,剪斷細(xì)線,當(dāng)》棒沿導(dǎo)軌下滑距離s時(shí),速度達(dá)到最

大值,求該過程。棒中產(chǎn)生的熱量;

⑶在(2)問條件下,當(dāng)方棒速度剛達(dá)到最大時(shí),釋放。棒,求。棒加速度為8棒2倍時(shí),整

個(gè)回路的電功率。

18.(2024.廣西柳州.一模)如圖1所示,傾角為6=37。的斜面上平行放置兩根足夠長金屬導(dǎo)軌,

間距為/=0.5m,導(dǎo)軌下端接一阻值為R=Q25O的定值電阻,一質(zhì)量為m=01kg的金屬桿垂直放

在導(dǎo)軌上,通過一根不可伸長的絕緣細(xì)繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量為"=0.4kg的重物連接,整個(gè)

空間有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3=1T.已知金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為〃=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,除R外,其余電阻不計(jì),sin37o=0.6,g取lOm/s?。

現(xiàn)由靜止釋放重物,求:

⑴剛釋放重物的瞬間,金屬桿的加速度大小;

⑵金屬桿的最大速度和達(dá)到最大速度后電阻R消耗的電功率;

⑶若將定值電阻換成電容為C的電容器,如圖2所示,電容器初始不帶電,重新由靜止釋放

重物,金屬桿向上運(yùn)動(dòng)的加速度是否恒定?若恒定,請證明并求出加速度的表達(dá)式;若不恒定,

也請證明。

重難點(diǎn)13電磁感應(yīng)

(法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路和圖

像問題、三大力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用)

考點(diǎn)分析三年考情分析2025命題熱點(diǎn)

法拉第電磁感應(yīng)定2024:北京卷、江蘇卷、廣東卷、甘肅卷

律和楞次定律的應(yīng)2023:海南卷、湖北卷、江蘇卷

用2022:河北卷、廣東卷、山東卷

2024:北京卷、全國甲卷3、法拉第電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)中的電路

2023:全國甲卷、遼寧卷和楞次定律的應(yīng)用

和圖像問題

2022:河北卷、全國乙卷、全國甲卷4、電磁感應(yīng)定律的綜合

2024:廣西卷、江西卷、湖南卷、黑吉遼卷、應(yīng)用

三大力學(xué)觀點(diǎn)在電山東卷、河北卷、湖北卷

磁感應(yīng)中的應(yīng)用2023:廣東卷、山東卷、遼寧卷

2022:湖北卷、湖南卷

【課標(biāo)要求】

1.熟練應(yīng)用楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題。

2.會分析電磁感應(yīng)中的圖像問題。

3.會分析電磁感應(yīng)中得動(dòng)力學(xué)問題。

【考查方向】

本專題知識不僅是高考必考點(diǎn),而且考查呈現(xiàn)多樣性,不僅有在選擇題中,對基本內(nèi)容,

如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培定則等知識的考查,還有在選擇題和計(jì)算題中對感應(yīng)

電動(dòng)勢問題中的圖像問題,與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的電路問題,與動(dòng)力學(xué)、功能關(guān)系相結(jié)

合問題等,進(jìn)行綜合考察;??嫉哪P陀袟U一軌模型、線框模型等。

【備考建議】

復(fù)習(xí)中要注意:熟練掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、感應(yīng)電流方向的判斷、感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算;

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掌握電磁感應(yīng)知識與電路相結(jié)合的問題、與力和運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的問題、與動(dòng)量守恒及能量守恒相

結(jié)合的問題等的分析求解方法。對一些典型模型如桿一軌類問題、線框穿越有界磁場的問題、

電磁感應(yīng)圖像的問題等要分析理解透徹,弄清它們的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)和功能關(guān)系。

-------------------------h

重難詮釋

【情境解讀】

電磁感應(yīng)基本概念與規(guī)律考查情境

感應(yīng)電流產(chǎn)生條件及方向判斷:常以線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)、磁鐵在線圈中進(jìn)出等情境,考查

考生對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的理解,以及運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的能力。

法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用:通過改變磁通量的方式,如磁場強(qiáng)度變化、線圈面積變化、線

圈與磁場夾角變化等,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。

電磁感應(yīng)與電路、圖像綜合考查情境

電磁感應(yīng)電路分析:給出導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線或線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)的情境,要求考

生分析等效電路,確定電源部分、內(nèi)阻,運(yùn)用閉合電路歐姆定律計(jì)算電流、電壓等物理量。

電磁感應(yīng)圖像問題:以導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)、線框通過有界磁場等為背景,給出速度圖

像、電流圖像、安培力圖像等,要求考生根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律分析物理過程,判斷圖像的正誤或

根據(jù)圖像信息求解相關(guān)物理量。

電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)綜合考查情境

導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)分析:常見情境是導(dǎo)體棒在光滑或粗糙導(dǎo)軌上,在磁場中受安培力和

其他外力作用而運(yùn)動(dòng),需要考生運(yùn)用牛頓第二定律、共點(diǎn)力平衡條件等力學(xué)規(guī)律分析導(dǎo)體棒的

加速度、速度、位移等物理量。

線框在磁場中運(yùn)動(dòng)問題:線框在磁場中可能會受到安培力、重力、彈力等多種力的作用,

其運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜,如線框在磁場中自由下落、在磁場中擺動(dòng)等,需要考生綜合運(yùn)用電磁感

應(yīng)和動(dòng)力學(xué)知識進(jìn)行分析。

電磁感應(yīng)與能量、動(dòng)量綜合考查情境

電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒:以導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)或線框通過有界磁場等情境,分析

能量的轉(zhuǎn)化過程,如機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等,運(yùn)用能量守恒定律求解焦耳熱、

機(jī)械能的變化等物理量。

電磁感應(yīng)與動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律結(jié)合:當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場中受到安培力作用時(shí),安培力

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的沖量會使導(dǎo)體棒的動(dòng)量發(fā)生變化,可結(jié)合動(dòng)量定理求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間、位移等物理量。

【高分技巧】

一、電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖

電磁感應(yīng)閉合電路

電磁感應(yīng)中圖像問題的解題思路:

(1)明確圖像的種類,即是5一/圖還是。一/圖,或者E—/圖、/圖等;對切割磁感線產(chǎn)生

感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及E-x圖像和i-x圖像;

(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(dòng)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)畫圖像或判斷圖像.

三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題

1.導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

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(1)平衡狀態(tài)一加速度為0—靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(根據(jù)平衡條件列式分析)

(2)非平衡狀態(tài)——加速度不為零.(根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析)

2.導(dǎo)體常見運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析

V若R合=0勻速直線運(yùn)動(dòng)

v增大,若a恒定,拉力F增大

E=Blvv增大,F(xiàn)女增大,R合減小,a減小,做加

V同向

速度減小的加速運(yùn)動(dòng),減小到a=0,勻速

若b合并

jR+r直線運(yùn)動(dòng)

J

JF合=ma

F^=Bllv減小,尸安減小,a減小,當(dāng)a=0,靜止

a、v反向

J或勻速直線運(yùn)動(dòng)

R合

四、電磁感應(yīng)中的能量問題

1.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

其他形式克服安培力做多匝能電流做功焦耳熱或其他

的能量"形式的能量

2.求解焦耳熱Q的三種方法

(1)焦耳定律:Q=12Rt,電流、電阻都不變時(shí)適用

(2)功能關(guān)系:Q=W克服安培力,任意情況都適用

(3)能量轉(zhuǎn)化:Q=AE其他能的減少量,任意情況都適用

三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題

1.動(dòng)量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用

⑴對于兩導(dǎo)體棒在平直的光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的情況,如果兩棒所受的外力之和為零,則考慮應(yīng)

用動(dòng)量守恒定律處理問題;

(2)由臺7乙?。=機(jī)會丫、q=7-A/可知,當(dāng)題目中涉及電荷量或平均電流時(shí),可應(yīng)用動(dòng)量定理來解

決問題.

2.安培力對時(shí)間的平均值的兩種處理方法

力對時(shí)間的平均值和力對位移的平均值通常不等。力對時(shí)間的平均值可以通過作廣/圖象,求

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出曲線與f軸圍成的面積(即總沖量),再除以總時(shí)間,其大小就是力對時(shí)間的平均值后。

(1)角度一安培力對時(shí)間的平均值求電荷量

安培力的沖量公式是必”3/山”2%=2乙竺,這是安培力在電磁感應(yīng)中的一個(gè)重要推論。感

R

應(yīng)電流通過直導(dǎo)線時(shí),直導(dǎo)線在磁場中受到安培力的作用,當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時(shí),安培力的大

小為F=BIL。在時(shí)間Af內(nèi)安培力的沖量產(chǎn)4=

根據(jù)電流的定義式7=幺,式中q是時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量

t

歐姆定律7=?,R是回路中的總電阻

R

電磁感應(yīng)中百=包可以得到安培力的沖量公式,此公式的特殊性決定了它在解題過程中的特殊

At

應(yīng)用。

(2)角度二安培力對時(shí)間的平均值求位移

安培力的沖量公式是應(yīng)。=用彩①

閉合電路歐姆定律7=工②

R+r

平均感應(yīng)電動(dòng)勢:亙=B5③

位移:X=Vt(4)

聯(lián)立①②③④

這是安培力在電磁感應(yīng)中的又一個(gè)重要推論O

限時(shí)提升練《

一、單選題

1.(2024.廣西.模擬預(yù)測)如圖,學(xué)校興趣小組利用厚度為d、電阻率為夕的硅鋼片制成一個(gè)內(nèi)

徑為人高度為人的圓筒,d?ra已知圓筒所在處有沿軸線豎直向上方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間變化的規(guī)律為3=H(左為常數(shù))。下列說法正確的是()

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B

d

A.硅鋼片中感應(yīng)電流的方向?yàn)閺纳贤驴茨鏁r(shí)針方向

B.硅鋼片中感應(yīng)電動(dòng)勢大小隨時(shí)間成正比變化

C.硅鋼片中感應(yīng)電流大小為竽

D.硅鋼片的發(fā)熱功率為呸”

2P

【答案】D

【知識點(diǎn)】已知磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化的關(guān)系式求電動(dòng)勢、增反減同、電功和電功率定義、

表達(dá)式及簡單應(yīng)用

【詳解】A.根據(jù)楞次定律可知,硅鋼片中感應(yīng)電流的方向?yàn)閺纳贤驴错槙r(shí)針方向,選項(xiàng)A

錯(cuò)誤;

B.硅鋼片中感應(yīng)電動(dòng)勢大小

E=----——S—kS

AZAt

則感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間無關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.硅鋼片中的電阻

c2"

R=p-----

dh

則感應(yīng)電流大小為

Ekhdr

1=—=------

R2P

選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

D.硅鋼片的發(fā)熱功率為

3

p=IE=^hdr

「2P

選項(xiàng)D正確。

故選D。

2.(2025?陜西寶雞?一模)如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,將一水平放置的金屬棒從

距地面高為力處,以水平初速度%拋出。設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中棒的取向不變,且不計(jì)空氣阻力,

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則落地時(shí)金屬棒。、》兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和電勢高低,判斷正確的是()

A.E=BLv0,(pa>(phB.E=BL&+2gh,(Pa>(Pb

C.E=BLv0,(pa<(phD.E=BLQ%+2gh,(Pa<(Pb

【答案】C

【知識點(diǎn)】導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢

【詳解】金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中切割磁感線的分速度為水平速度%,保持不變,則金屬棒。、b

兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為

E=BLv0

根據(jù)左手定則可判斷金屬棒中電子在洛倫茲力的作用力下向a端移動(dòng),所以金屬棒。端比。端

電勢高,即有

(Pa<%

故選C。

3.(2024.浙江臺州.一模)如圖是我國研制的超導(dǎo)型核磁共振儀(MRI)。在圓筒狀機(jī)器內(nèi)部,

通電的超導(dǎo)型線圈能在受檢者周圍制造高強(qiáng)度磁場環(huán)境,借由高頻無線電波的脈沖撞擊身體細(xì)

胞中的氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量。在停止射頻脈沖后,氫原子核會將吸收的

能量釋放出來,按特定頻率發(fā)出射頻電信號,被電腦收錄并加以分析,繼而轉(zhuǎn)換成2D影像。

下列說法正確的是()

A.超導(dǎo)線圈的電流產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象

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B.無線電波是電磁波,傳播需要介質(zhì),不能在真空中傳播

C.無線電波脈沖激發(fā)身體的氫原子核應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)

D.檢查過程中會產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場,所以受檢者不能攜帶鐵磁性金屬佩件

【答案】D

【知識點(diǎn)】電磁波與信息化社會、奧斯特實(shí)驗(yàn)與安培定則、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程

【詳解】A.超導(dǎo)線圈的電流產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場是電流的磁效應(yīng),不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)

誤;

B.無線電波是電磁波,傳播不需要介質(zhì),能在真空中傳播,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.無線電波脈沖激發(fā)身體的氫原子核,引起氫原子核共振,并吸收能量,不是應(yīng)用了電流的

磁效應(yīng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.檢查過程中會產(chǎn)生高強(qiáng)度磁場,所以受檢者不能攜帶鐵磁性金屬佩件,以防對儀器產(chǎn)生影

響,選項(xiàng)D正確。

故選D。

4.(2024.北京西城.二模)如圖所示,軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈,線圈M與直流電源、電

阻和開關(guān)Si相連,線圈N與電流表和開關(guān)S2相連。下列說法正確的是()

A.保持Si閉合,軟鐵環(huán)中的磁場為逆時(shí)針方向

B.保持Si閉合,在開關(guān)S2閉合的瞬間,通過電流表的電流由匕一。

C.保持S2閉合,在開關(guān)Si閉合的瞬間,通過電流表的電流由匕

D.保持S2閉合,在開關(guān)Si斷開的瞬間,電流表所在回路不會產(chǎn)生電流

【答案】C

【知識點(diǎn)】增反減同、環(huán)形電流和通電螺線管周圍的磁場、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的總結(jié)

【詳解】A.由右手螺旋定則可以判斷出,軟鐵環(huán)中的磁場為順時(shí)針方向,故A錯(cuò)誤;

B.保持Si閉合,在開關(guān)S2閉合的瞬間,N線圈中磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。故B錯(cuò)

誤;

C.保持S2閉合,在開關(guān)Si閉合的瞬間,N線圈中磁通量增大,根據(jù)楞次定律可以判斷,通

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過電流表的電流由6-4。故C正確;

D.保持S2閉合,在開關(guān)S1斷開的瞬間,N線圈中磁通量減小,根據(jù)“增反減同”可以判斷,

通過電流表的電流由匕。故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.(2024.四川成都.模擬預(yù)測)如圖甲所示,金屬圓環(huán)和金屬線框相互靠近且固定在水平面上,

金屬棒放在金屬線框上,圓環(huán)。、人端接如圖乙所示的正弦交變電流,金屬棒始終保持

A.。~匕內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)?fA

B.4~馬內(nèi),金屬棒受到水平向左的靜摩擦力

C.時(shí)刻,金屬棒受到的安培力最大

D.4內(nèi),金屬棒中的感應(yīng)電流先減小后增大

【答案】B

【知識點(diǎn)】增反減同、法拉第電磁感應(yīng)定律的表述和表達(dá)式

【詳解】A.內(nèi),右側(cè)閉合回路中穿過紙面向外的磁通量增大,根據(jù)楞次定律和安培定則

可知,金屬棒中的感應(yīng)電流方向?yàn)锳f3,故A錯(cuò)誤;

B.內(nèi),右側(cè)閉合回路中穿過紙面向外的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知金屬棒有向右運(yùn)

動(dòng)的趨勢,金屬棒受到水平向左的靜摩擦力,故B正確;

C.4時(shí)刻,圓環(huán)中電流的變化率為零,則穿過閉合回路的磁通量變化率為零,感應(yīng)電流為零,

則金屬棒受到的安培力也為零,故C錯(cuò)誤;

D./「J內(nèi),由圖乙可知,電流的變化率先增大后減小,則右側(cè)閉合回路中的磁通量的變化率

也先增大后減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可知金屬棒中的感應(yīng)電流先增大后減小,故D

錯(cuò)誤。

故選B。

23/47

6.(2024.浙江?一模)“福建艦”是我國第一艘采用電磁彈射裝置的航空母艦。如圖是某實(shí)驗(yàn)小

組做的彈射模擬裝置,首先將單刀雙擲開關(guān)打到。,用電動(dòng)勢為E的電源給電容為C的電容器

充電。電容器充滿電后開關(guān)打到。,驅(qū)動(dòng)線圈通電產(chǎn)生磁場,同時(shí)發(fā)射線圈從絕緣且內(nèi)壁光滑

的發(fā)射管道內(nèi)彈射出去。下列說法正確的是()

A.發(fā)射線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場水平向右

B.開關(guān)打到6的瞬間,發(fā)射線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大

C.開關(guān)打到6的瞬間,驅(qū)動(dòng)線圈的自感電動(dòng)勢最小

D.開關(guān)打到6的瞬間,發(fā)射線圈的安培力最大

【答案】B

【知識點(diǎn)】含自感線圈的電路閉合及斷開后電流的變化及其圖像

【詳解】A.由于電容器放電,驅(qū)動(dòng)線圈的電流增大,通過發(fā)射線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次

定律可知,發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場方向水平向左,故A錯(cuò)誤;

BC.開關(guān)打到人的瞬間,驅(qū)動(dòng)線圈的電流變化率最大,驅(qū)動(dòng)線圈的自感電動(dòng)勢最大,則此時(shí)

通過發(fā)射線圈的磁通量變化得最快,發(fā)射線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大,故B正確,C錯(cuò)誤;

D.開關(guān)打到6的瞬間,由上述分析可知感應(yīng)電流最大,但此時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為零,發(fā)射線圈所受安培力并非最大。故D錯(cuò)誤。

故選B。

二、多選題

7.(2024.全國.模擬預(yù)測)如圖所示的甲、乙電路中,N、A?為兩盞完全相同的燈泡,乙、L2

是自感系數(shù)很大、直流電阻值大于燈泡阻值的自感線圈,E為電源,S1、S?為開關(guān),在演示自

感現(xiàn)象的過程中,下列說法正確的是()

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A.閉合開關(guān)S1時(shí),通過A1電流突然增大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

B.閉合開關(guān)工時(shí),通過A?電流突然增大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

C.斷開開關(guān)3時(shí),通過A】電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變

D.斷開開關(guān)S。時(shí),通過A?電流逐漸減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變

【答案】BC

【知識點(diǎn)】含自感線圈的電路閉合及斷開后電流的變化及其圖像

【詳解】A.閉合開關(guān)M時(shí),由自感現(xiàn)象可知,通過A】電流逐漸增大,燈泡逐漸變亮,選項(xiàng)A

錯(cuò)誤;

B.閉合開關(guān)5時(shí),通過A?電流突然增大,然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定,選項(xiàng)B正確;

C.斷開開關(guān)S時(shí),自感線圈Li與燈Ai和電阻組成回路,由自感現(xiàn)象可知,通過A】電流逐漸

減小,燈泡逐漸變暗,電流方向不變,選項(xiàng)C正確;

D.如下圖所示,電路中穩(wěn)態(tài)電流為4、12,因自感線圈直流電阻值大于燈泡阻值,則

斷開開關(guān)當(dāng)時(shí),燈泡逐漸變暗,燈泡中電流方向改變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選BCo

[I

4工

8.(2025.全國.模擬預(yù)測)某學(xué)習(xí)小組研究線框通過磁場時(shí)產(chǎn)生的阻尼與線框形狀等因素的關(guān)

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系。光滑絕緣水平面上寬度為L的區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,一周長

為4L的線框仍加,質(zhì)量為根。①如圖所示,線框?yàn)檎叫螘r(shí),初速度為%,松邊平行磁場邊

界進(jìn)入磁場,線框離開磁場時(shí)的速度是進(jìn)入磁場時(shí)的一半。②線框?yàn)榫匦?,初速度不變,左?/p>

右邊長為g"下列說法正確的是()

XX

---------XBX

□fXX

d---------cXX

XX

A.①情況下線框進(jìn)入磁場過程安培力的沖量大小為t瓶%

B.①情況下線框穿出磁場過程產(chǎn)生的電熱為卷

C.②情況下線框穿出磁場的速度大小為"%

D.②情況下整個(gè)過程線框產(chǎn)生的電熱為

【答案】BC

【知識點(diǎn)】求線框進(jìn)出磁場時(shí)電阻上生熱、動(dòng)量定理的內(nèi)容

【詳解】設(shè)線框電阻為R,秘邊長為右,而邊長為線框完全進(jìn)入磁場時(shí)速度為力,

線框進(jìn)入磁場過程中,設(shè)某一時(shí)刻的速度為L感應(yīng)電動(dòng)勢

E=BL{v

感應(yīng)電流

I=E=BLy

RR

安培力

F=BILt=^^

1R

經(jīng)過一小段時(shí)間加(加-0),由動(dòng)量定理,有

—FNt=mAv

26/47

R

線框前進(jìn)位移

求和有

£2=m(vn%)

同理出磁場過程有-牛"f)

AB.①情況下,可得線框完全進(jìn)入磁場時(shí)的速度

3

則線框進(jìn)入磁場過程安培力的沖量大小為

1

mv0-mvti=—mv0

穿出磁場過程產(chǎn)生的電熱為

解得

Qfei=^mvo

A錯(cuò)誤,B正確;

CD.②情況下,線框穿出磁場的速度大小為

,11

V末二E%

整個(gè)過程線框產(chǎn)生的電熱為

C正確,D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.(2024.河北.模擬預(yù)測)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌和PQ放在水平面上,導(dǎo)軌左端

向上彎曲且光滑,導(dǎo)軌間距為L電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場,相距

一段距離而不重疊,磁場I左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,方向豎直向

27/47

上;磁場n的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為a方向豎直向下。兩磁場沿導(dǎo)軌長度均為必質(zhì)量均為機(jī)、接

入電路中電阻均為R的金屬棒仍和學(xué)?垂直導(dǎo)軌放置,金屬棒的■置于磁場n的右邊界處(邊界

處存在磁場)。現(xiàn)將金屬棒時(shí)從彎曲導(dǎo)軌上某一高度為用處由靜止釋放,使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。金

屬棒時(shí)在離開磁場I前已經(jīng)勻速。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。重力

加速度為g,下列說法正確的是()

A.金屬棒仍下滑剛進(jìn)入磁場I時(shí),動(dòng)■中的電流方向?yàn)?fe

B.金屬棒時(shí)下滑剛進(jìn)入磁場I瞬間,?中的電流大小/=8乙同

27?

C.金屬棒仍在磁場I內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱。=嚕

D.若金屬棒仍以速度M進(jìn)入磁場I,經(jīng)過時(shí)間%從磁場I穿出,則在這段時(shí)間內(nèi)通過十'

橫截面的電荷量勺=或(2仁〃。)

2A

【答案】BCD

【知識點(diǎn)】雙桿在等寬導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)問題、判斷導(dǎo)體切割磁感線中的電流方向、含有導(dǎo)體棒切割

磁感線的電路

【詳解】A.根據(jù)右手定則可知,金屬棒時(shí)剛進(jìn)入磁場I時(shí),4?中的電流方向?yàn)閑->/,A錯(cuò)

誤;

B.金屬棒仍在彎曲光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中,機(jī)械能守恒,設(shè)其剛進(jìn)入磁場I時(shí)速度為%,

閉合回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,感應(yīng)電流為/,由機(jī)械能守恒定律可得

mghy=-mvl

解得

v0=j2g\

感應(yīng)電動(dòng)勢為

E=BLv0

由閉合電路歐姆定律可得

I=IR

28/47

聯(lián)立解得

IBL府

~2R

B正確;

c.由左手定則可知,金屬棒仍所受安培力水平向左,金屬棒的■所受安培力水平向左,則金

屬棒a。在磁場I中做減速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢逐漸減小,金屬棒。1在

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