第四板块 层级Ⅲ 微专题Ⅲ-1 “电路与电磁感应”创新性考法习题讲评（Word教参）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

运用“习题讲评”·感悟多彩考法·创新题目“多见识” 微专题Ⅲ－1　　“电路与电磁感应”创新性考法习题讲评 创新途径(一)　命题宽度上——注重横向多元拓展　　　 ■关联点：安培定则＋楞次定律＋图像问题 1．如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0～t0时间内驱动线圈的电流iab随时间t的变化规律如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是(　 ) A．驱动线圈内部的磁场水平向左 B．发射线圈内部的感应磁场水平向左 C．t＝0时发射线圈所受的安培力最大 D．t＝t0时发射线圈中的感应电流最大 解析：选B　根据安培定则，驱动线圈内的磁场方向水平向右，A错误；由题图乙可知，通过发射线圈的磁通量增大，根据楞次定律，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，B正确；t＝0时驱动线圈的电流变化最快，则此时通过发射线圈的磁通量变化最快，产生的感应电流最大，但此时磁场最弱，安培力不是最大值，同理，t＝t0时发射线圈中的感应电流最小，C、D错误。 ■关联点：电磁感应＋简谐运动＋交变电流四值 2．(多选)如图所示，电阻不计的光滑矩形金属框ABCD固定于水平地面上，其中AD、BC两边足够长，AB、CD两边长1.0 m，都接有R＝0.2 Ω的电阻，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T。一质量m＝1.0 kg、阻值r＝0.1 Ω、长l＝1.0 m的导体棒ab放置在金属框上，t＝0时刻，在水平外力F作用下从x＝－0.2 m位置由静止开始做简谐运动，简谐运动的回复力系数k＝100 N/m，平衡位置在坐标原点O处。导体棒ab的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线。则(　 ) 学科网（北京）股份有限公司 A．导体棒在x＝0位置的水平外力F＝10 N B．导体棒在x＝0.1 m位置的动能Ek＝1.5 J C．0至0.05π s时间内通过导体棒ab的电量q＝2 C D．0至0.05π s时间内导体棒ab产生的焦耳热Q＝0.25 J 解析：选AB　由题意可知，平衡位置在坐标原点O处，由题图乙可知，金属棒在平衡位置速度最大，为2.0 m/s，由电磁感应定律可得，导体棒产生的感应电动势为E＝Blv＝1×1.0×2.0 V＝2.0 V，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I＝＝ A＝10.0 A，故导体棒受到的安培力大小为F安＝BIl＝1×10.0×1.0 N＝10 N，由平衡条件可知F＝F安＝10 N，A正确；由题图乙可知，导体棒的速度为v＝2.0sin t (m/s)＝2.0sin t(m/s)＝2.0sin 10t (m/s)，由题意可知，导体棒的振幅为0.2 m，t＝0时刻，导体棒从x＝－0.2 m位置由静止开始做简谐运动，可知导体棒ab的位移x随时间变化的关系式应为x＝－0.2cos 10t(m)，则有导体棒在x＝0.1 m位置时，可得0.1 m＝－0.2cos 10t(m)，则有cos 10t＝－，10t＝，解得t＝ s，则有t＝ s时，导体棒的速度为v1＝2.0sin 10×＝ m/s，则有导体棒的动能为Ek＝mv12＝×1.0×()2 J＝1.5 J，B正确；导体棒产生的平均感应电动势＝＝，由闭合电路欧姆定律可得，导体棒中的平均电流＝，通过导体棒ab的电量q＝Δt，在0至0.05π s时间内，导体棒的位移为0.2 m，联立解得q＝1 C，C错误；导体棒切割磁感线产生的感应电动势e＝Blv＝1×1.0×2.0sin 10t (V)＝2.0sin 10t (V)，通过导体棒的感应电流i＝＝ A＝10sin 10t (A)，感应电流的有效值I有＝＝ A＝5 A，由焦耳定律可得，0至0.05π s时间内导体棒ab产生的焦耳热Q＝I有2rt1＝(5)2×0.1×0.05π J＝0.25π J，D错误。 ■关联点：动力学＋能量＋动量综合应用 3．(2023·山西大同二模) 学科网（北京）股份有限公司 新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，如图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个矩形闭合线圈组成。线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量m＝1.0 kg，每个矩形线圈匝数n＝100，电阻R＝1.0 Ω，ab边长L＝20 cm，bc边长d＝10 cm。该减震器始终保持竖直，从距离磁场边缘高h＝20 cm处由静止自由下落。匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小B＝0.2 T。空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)第一个线圈的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小； (2)自第一个线圈的ab边进入磁场时开始计时，经过t＝0.2 s，第二个线圈恰好完全进入磁场，此时减震器的速