2024届高考物理一轮复习导学案：感生问题综合分析

感生问题综合分析 1、问题产生：磁感应强度B变化，线圈面积S不变从而导致磁通量Φ变化 2、解题策略: (1)选择研究对象及其变化过程，即研究哪段导体在哪一过程磁通量发生变化。 (2)根据磁通量变化情况和原磁场方向，应用楞次定律求出感应电动势的大小和方向。 (3)画出等效电路图，应用闭合电路欧姆定律求电路中的感应电流。 (4)分析导体的受力情况，要特别注意安培力的方向,列出平衡方程求解。 3、问题类型: 题型一、电路分析 如图甲所示，一n匝圆形金属线圈面积为S，电阻r。线圈两端a、b与阻值为R的电阻组成闭合回路，导线电阻忽略不计。线圈处在垂直于线圈平面向外的匀强磁场中，且磁感应强度均匀增加则： 感应电动势E==E R 感应电流I=r 电压UR=IR Ur=Ir 电功率P总=I2(R+r） PR=I2R Pr=I2r 电热Q总=I2(R+r）t QR=I2Rt Qr=I2rt 电量q= = q== = 习题精炼 1、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈的面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是(　　) A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B．电阻R两端的电压随时间均匀增大 C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 W D．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C 答案 C 2、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定逆时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（　　） A. B． C． D． 答案 C 3、(多选)在如图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l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则(　　) A．线框中的感应电动势为 B．线框中的感应电流为2 C．线框cd边的发热功率为 D．b、a两端电势差Uba＝ 答案 BD 4、如图甲所示，间距L＝0.2 m的水平金属导轨CD、EF固定在水平地面上，一质量m＝4×10－3 kg的金属棒GH垂直地放置导轨上，导轨处于沿水平方向、磁感应强度B1＝0.2 T的匀强磁场中。有一匝数n＝20匝、面积S＝0.02 m2的线圈通过开关S与导轨相连，线圈处于通过线圈轴线、方向竖直向上的另一匀强磁场B2中，B2大小随时间t变化的关系如图乙所示。在t＝0.2 s时刻闭合开关S时，金属棒GH瞬间跳起(金属棒跳起瞬间安培力远大于重力)，跳起的最大高度为h＝0.2 m，不计空气阻力，重力加速度为g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．磁感应强度B1的方向水平向右 B．开关S闭合瞬间，GH中的电流方向由H到G C．线圈中产生的感应电动势大小为3 V D．开关S闭合瞬间，通过金属棒GH的电荷量为0.3 C 答案 B 题型二、动力学问题 导体棒或线框处于静止状态,导体棒和线框一定处于受力平衡合外力为零 习题精炼 1、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有定值电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　） A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．电阻R的热功率不变 答案 D 2、如图所示，U 型金属框架的两平行导轨与水平面成θ角。一个横截面为矩形的金属棒 ab 静止在导轨上，金属棒 ab 的电阻一定，其它电阻不计。从某时刻起，在此空间施加一个方向垂直于导轨平面向下且磁感应强度从零开始均匀增大的匀强磁场（即 B=kt，k 为常数）直到金属棒刚要开始在导轨上滑动为止。在这一过程中，下列说法正确的是（ ） A． 回路中的感应电流一直增大 B． B．金属棒 ab 所受的安培力大小一直不变 C． 金属棒 ab 所受的摩擦力大小一直不变 D． 金属棒 ab 所受的摩擦力大小先减小后增大 答案 D 3、如图所示，固定水平桌面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN搁在框架上，可无摩擦滑动，此时MNED构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，t=0时，磁感应强度为B0。 （1）若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静