第2章 电磁感应章末复习方案（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修 第二册（人教版2019）

电磁感应 第二章　 章末复习方案 章末·知识网络 章末·真题演练 章末·知识网络 返回目录 物理　选择性必修2 章末·真题演练 命题视角1　楞次定律 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 命题视角2　电磁感应现象与电磁感应,定律的应用 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 返回目录 物理　选择性必修2 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 1．(2024·广东)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示．两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上．某时刻磁场分布与线圈位置如图 乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离 开线圈．关于图乙中的线圈．下列说法正 确的是(　　) A．穿过线圈的磁通量为BL2 B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小 D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 答案　D 解析　根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，选项B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，选项D正确． 2．(2024·江苏)如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(　　) A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针 C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针 答案　A 解析　线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针．选项A正确． 1．(2023·湖北)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘．若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近(　　) A．0.30 V B．0.44 V C．0.59 V D．4.3 V 答案　B 解析　根据法拉第电磁感应定律可知E＝＝＝103×(1.02＋1.22＋1.42)×10－4 V＝0.44 V，选项B正确． 2．(2024·甘肃)如图所示，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v.则导体棒ab所受的安培力为(　　) A．，方向向左 B．，方向向右 C．，方向向左 D．，方向向右 答案　A 解析　导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d，故感应电动势为E＝Bdv，回路中感应电流为I＝，根据右手定则，判断电流方向为b流向a.故导体棒ab所受的安培力为F＝BId＝，方向向左．选项A正确． 3．(2023·天津)如图，如图所示，一不可伸长的轻绳上端固定，下端系在单匝匀质正方形金属框上边中点O处，框处于静止状态．一个三角形区域的顶点与O点重合，框的下边完全处在该区域中．三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场，磁感应强度大小B与时间t的关系为B ＝ kt(k > 0的常数)，磁场 与框平面垂直，框的面积为框内磁场区域面积的2 倍，金属框质量为m，电阻为R，边长为l，重力加 速度g，求： (1)金属框中的感应电动势大小E； (2)金属框开始向上运动的时刻t0； 解析　(1)根据法拉第电磁感应定律有E＝·＝. (2)由图可知线框受到的安培力为 FA＝IlB＝lB＝·kt， 当线框开始向上运动时有mg＝FA， 解得t0＝. 答案　(1)　(2) 4．(2023·山西)一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R0，置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上．宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图甲所示． (1)使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场．运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为初速度的一半，求金属框的初速度大小． (2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻R1＝2R0，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图乙所示．让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动，进入磁场．运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好．求在金属框整个运动过程中，电阻R1产生的热量． 解析　(1)金属框进入磁场过程中有＝BL， 则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为 q1＝t＝， 则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为 q＝， 且有－BqL＝－mv0， 联立有v0＝. (2)设金属框的初速度为v0，则金属框进入磁场时的末速度为v1，向右为正方向．由于导轨电阻可忽略，此时金属框上下部分被短路，故电路中的总电阻 R总＝R0＋＝， 再根据动量定理有－＝mv1－mv0， 解得v1＝. 则在此过程中根据能量守恒有mv＝Q1＋mv， 解得Q1＝， 其中QR1＝Q1＝， 此后线框完全进入磁场中，则线框左右两边均作为电源，且等效电路图如下 则此时回路的总电阻R′总＝2R0＋＝， 设线框刚离开磁场时的速度为v2，再根据动量定理有－＝mv2－mv1， 解得v2＝0， 则说明线框刚离开磁场时就停止运动了，则再根据能量守恒有mv＝Q2， 其中Q′R1＝Q2＝， 则在金属框整个运动过程中，电阻R1产生的热量 QR1总＝QR1＋Q′R1＝. 答案　(1)　(2) 5．(2023·广东)光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为h，其俯视图如图甲所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图乙所示，0～t时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为2B0和B0，一电阻为R，边长为h的刚性正方形金属框abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行．t＝0时，线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动．在t时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图甲中的虚线框所示．随后在t～2t时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；2t～3t时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0.求： (1)t＝0时线框所受的安培力； (2)t＝2t时穿过线框的磁通量Φ； (3)2t～3t时间内，线框中产生的热量Q. 　 解析　(1)由图可知t＝0时线框切割磁感线的感应电动势为E＝2B0hv＋B0hv＝3B0hv， 则感应电流大小为I＝＝， 所受的安培力为 F＝2B0h＋B0h＝， 方向水平向左． (2)在t时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，则t＝1.2t时穿过线框的磁通量为 Φ＝1.6B0h·h－B0h·h＝， 方向垂直纸面向里． (3)2t～3t时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0，则有E′＝＝＝， 感应电流大小为I′＝＝， 则2t～3t时间内，线框中产生的热量为Q＝I′2Rt＝. 答案　(1)，方向水平向左　(2)，方向垂直纸面向里　(3) $$