第二章 电磁感应 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版2019）

单元综合提升 　　　　 第二章　电磁感应 概念梳理 构建网络 1 教考衔接 明确考向 2 易错辨析 强化落实 3 单元检测卷 4 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 概念梳理 构建网络 返回 返回 教考衔接 明确考向 返回 (2021·广东高考)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有 A．杆OP产生的感应电动势恒定 B．杆OP受到的安培力不变 C．杆MN做匀加速直线运动 D．杆MN中的电流逐渐减小 √ √ 真题 1 OP转动切割磁感线产生的感应电动势为E＝ Br2ω，因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确；杆OP匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D正确，B、C错误。故选A、D。 衔接教材 链接粤教版P44法拉第圆盘发电机的原理 衔接分析 本题以单棒旋转切割磁感线的素材为背景，考查发电机和电动机原理，与粤教版P44法拉第圆盘原理情境类似。 单棒OP匀速旋转切割磁感线，相当于发电机，产生的电动势大小恒定，方向根据右手定则判断。直棒MN通电受力运动，同样切割磁场产生反电动势，阻碍电流的生成。 针对练1．(多选)如图为早期制作的发电机及电动机的示意图。A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来。当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动。则下列说法中正确的是 A．不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生 感应电动势 B．当A盘转动时，B盘也能转动的原因是沿着半径方 向的电流在磁场中受到磁场力的作用 C．从上往下看，当A盘顺时针转动时，B盘边缘的电 势更高 D．从上往下看，当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动 √ √ 转动A盘时，将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势，电路又是闭合的，所以不断转动A盘就可以获得持续的电流，故A正确；当A盘转动时，A盘产生的感应电流流过B盘，沿着半径方向的电流在磁场中受到磁场力的作用而转动，故B正确；从上往下看，当A盘顺时针转动时，据右手定则可判断A盘中电流方向由中心到边缘，则B盘中电流是由中心到边缘，B盘中心的电势比边缘的电势高，故C错误； 从上往下看，当A盘顺时针转动时，据右手定则可判断A盘中电流方向由中心到边缘，则B盘中电流是由中心到边缘，再由左手定则可判断B盘所受安培力方向逆时针，则B盘逆时针转动，故D错误。故选A、B。 针对练2．(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法中正确的是 A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向左运动 D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动 √ √ 由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下，且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流的方向为a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故A错误，D正确；由上述分析可知，若 圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，故 B正确；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产 生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab 棒中没有感应电流，则将不会运动，故C错误。故选B、D。 (2023·广东高考)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(a)所示，两磁场磁感应强度随时间t的变化如图(b)所示，0～τ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τ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(a)中的虚线框所示。随后在τ～2τ时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；2τ～3τ时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求： 真题 2 (1)t＝0时线框所受的安培力F； 由题图可知t＝0时线框切割磁感线的感应电动势为E＝2B0hv＋B0hv＝3B0hv (2)t＝1.2τ时穿过线框的磁通量Φ； (3)2τ～3τ时间内，线框中产生的热量Q。 衔接教材 粤教版P62T12 月球探测器在月面实现软着陆是非常困难的，为此科学家们在实验探索过程中设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，它由高强绝缘 材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd，指示灯连接在cd两处；②探测器主 体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中 未画出)，超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平 面的匀强磁场。当缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑 块立即停止运动。 (1)请运用已学知识分析该装置是如何实现缓冲的。 (2)简要阐述该装置在缓冲过程中能量是如何转化的。 衔接分析 该高考题以线框切割磁感线为素材背景，通过受力分析，判断其运动的规律。与粤教版62页第12题情景类似。 线框切割磁场属于动生模型，双棒切割属于双电源模型，求解瞬时安培力，需求解瞬时电流，瞬时电流由瞬时电动势决定。当线框固定时，变为感生模型，磁感应强度均匀变化，产生恒定感生电动势，产生恒定电流。 针对练．(多选)如图为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左右两侧存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反，圆环的电阻为2R。一根长度为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度ω沿顺时针方向匀速运动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，则金属棒旋转一周的过程中 √ √ 返回 易错辨析 强化落实 返回 1．(楞次定律的应用)(多选)如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t＝0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是 A．在0<t<t1时间内，有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B．在0<t<t1时间内，有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 C．在t1<t<t2时间内，有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 D．在t1<t<t2时间内，有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 √ √ 在0<t<t1时间内，线圈A中逆时针电流在减小，电流产生的磁场在减小，根据安培定则与磁场叠加原则可知，线圈B所处磁场的方向向外，且在减小，根据楞次定律，可知线圈B的感应电流方向为逆时针，两线圈的电流同向，则有相互吸引的趋势，所以线圈B有收缩的趋势，A错误，B正确；在t1<t<t2时间内，线圈A中顺时针电流在增大，电流产生的磁场在增强，根据安培定则与磁场叠 加原则可知，线圈B所处磁场的方 向向里，且在增强，根据楞次定律， 则线圈B的感应电流方向为逆时针， 两线圈的电流反向，则有相互排斥 的趋势，所以线圈B有扩张的趋势，C错误，D正确。故选B、D。 易错分析　本题的易错点是死记“增缩减扩”，理解楞次定律的阻碍作用，阻碍磁通量的变化，面积的变化也是朝着阻碍磁通量的变化的方向改变。 2．(三定则一定律的应用)(多选)如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是 A．匀速向右运动 B．加速向右运动 C．减速向右运动 D．加速向左运动 √ √ 导线ab匀速向右运动时，导线ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈M产生的磁场恒定不变，穿过小线圈N中的磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；导线ab加速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则可知，ab中电流方向为a→b，根据安培定则可知，M产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈N产生逆时针方向的感应电流，故B错误； 导线ab减速向右运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流减小，由右手定则可知，ab电流方向为a→b，根据安培定则可知，M产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过N的磁通量减小，由楞次定律可知，线圈N产生顺时针方向的感应电流，故C正确；导线ab加速向左运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则可知，ab电流方向为b→a，根据安培定则可知，M产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过N的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈N产生顺时针方向的感应电流，故D正确。 易错分析　本题易错点是左手定则和右手定则混淆，熟记“左力右电”。 3．(法拉第发电机)(多选)(2023·广东高二校联考期末)法拉第圆盘的装置结构可简化为图甲，一半径为r的匀质金属圆盘全部水平放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，在圆心O和圆盘边缘的A点之间接有一小灯泡，通过握把带动圆盘在磁场中绕轴心O沿箭头所示方向转动，当角速度为ω时，可观察到小灯泡发光。某同学改变实验条件分别进行了如图乙、图丙的实验，其中图乙仅撤去了小灯泡；图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，其他条件不变。下列说法正确的是 A．图甲A点的电势大于O点的电势 B．图乙OA间的电势差大小为 Bω r2 C．图丙圆盘中没有感应电流 D．撤去施加在握把上的外力，不考虑 转轴的摩擦，则甲、丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘保持匀速转动 √ √ 题图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，当铜盘转动时，阴影处每根金属棒都在切割磁感线，金属棒和没有在阴影区的铜盘组成回路，产生感应电流，故C错误；撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，甲转动过程中灯泡消耗电能，圆盘产生焦耳热，故甲圆盘减速转动至静止，丙转动过程中，一半圆盘不切割磁感线，形成涡流，根据楞次定律可知，磁场部分受到与转动方向相 反的力使圆盘停止转动，故丙圆盘减 速转动至静止，乙圆盘磁场穿过整个 圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的 电势差，不会形成涡流，也就不存在 安培力，因此圆盘将匀速转动，故D正确。故选B、D。 易错分析　本题易错点是旋转切割电动势的计算。铜盘的每一条半径都在旋转切割磁感线，交替充当电路的电源。 4．(感生电路)(2023·广东广州高二统考期末)如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n，半径为r1的圆形金属线圈与阻值为3R的电阻R1连接成闭合回路，线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t2和B0，导线的电阻不计，求0至t1时间内： (1)电阻R1两端的电压及判断电阻R1两端a、b两点电势的高低； 由楞次定律可判断通过R1的电流方向为从b到a，则b点的电势高于a点的电势。 (2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。 通过R1的电荷量为q＝It1 电阻R1上产生的热量为Q＝I2·3Rt1 易错分析　本题的易错点是有效面积。计算感应电动势时要注意有效面积是磁场存在的区间面积。 5．(电磁感应的能量问题)(多选)(2023·广东广州高二统考期末)如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、QP间存在垂直水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量m＝1 kg，电阻R＝4 Ω，则 A．磁场宽度为5 m B．匀强磁场的磁感应强度为2 T C．线框穿过QP的过程中产生的 焦耳热等于4 J D．线框穿过MN的过程中通过导 线内某一横截面的电荷量为0.5 C √ √ 易错分析　本题易错点是根据图像获取信息。线圈宽度要根据完全在磁场中的匀加速运动求解，安培力是变力，要根据能量守恒定律求解焦耳热。 返回 单 元 检 测 卷 返回 1．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的有 A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．取走磁体，电吉他仍能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化、 方向不变 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 按照题意，磁体附近的金属弦被磁化，铜质弦不具备这种“本领”，A错误；取走磁体，导体不能切割磁感线，所以电吉他将不能正常工作，B错误；根据法拉第电磁感应定律判断出C正确；振动过程中，金属弦靠近或远离磁体，由楞次定律知，线圈中的电流方向不断变化，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 2．某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视)，转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为Bx，竖直分量为By。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 3．电阻为r、边长为 R的正三角形金属导体框，放在光滑绝缘水平面上，在水平力F作用下以恒定速率v进入圆形匀强磁场区域，如图所示，磁场方向垂直水平面向下，磁场区域的半径为R，下列说法正确的是 A．导体框从进入到离开磁场，导体中电流方向先逆时针再顺时针 B．导体框所受力F为恒力 C．导体框中产生的电流大小恒定 D．导体框中产生的电流大小随时间呈线性变化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 4．将P、Q两单匝闭合圆形导线环按如图所示放置，导线环Q恰好与正方形的匀强磁场区域边界内切，磁场方向垂直于两导线环的平面，P、Q导线环的半径之比rP∶rQ＝2∶1。若磁感应强度均匀增大，则P、Q导线环中感应电动势之比为 A．1∶1 B．4∶1 C．4∶π D．2∶π 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 5．如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是 A．开关闭合瞬间A、B两灯一起亮 B．稳定后A灯比B灯亮 C．开关断开瞬间A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下 D．开关断开后两灯缓慢熄灭 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 由于A、B为两个完全相同的灯泡，当开关闭合瞬间，B灯泡立刻发光，由于线圈的自感现象，导致A灯泡渐渐变亮，因线圈L的直流电阻阻值为R，当电流稳定时，两个灯一样亮，故A、B错误；因线圈L的直流电阻阻值为R，说明稳定时，两个支路电阻相等，两个支路电流相等，所以开关断开瞬间，通过两个灯泡的电流不会突然变大，所以两灯都不会闪亮，而是缓慢熄灭，故D正确，C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 6．如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，现给金属框水平向右的初速度v0，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒加速度a、速度v、产生的感应电动势EMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像可能正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 设金属框的质量为M，金属棒的质量为m，对金属框由牛顿第二定律可得BIL＝Ma1，对金属棒MN，由牛顿第二定律可得BIL＝ma2，可知金属框做减速运动，金属棒做加速运动，感应电流I逐渐减小，加速度均逐渐减小，当满足v1＝v2时，感应电流为零，加速度均为零，金属框和金属棒均做匀速直线运动，故金属棒做加速度减小的加速运动，最后匀速运动，A正确，B、D错误；金属棒产生的感应电动势为EMN＝BLv2，可知其逐渐增大，最后保持不变，C错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ 7．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、极板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态，已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ √ 8．下列甲、乙、丙、丁四幅图是法拉第电磁感应现象中产生感应电流的几种情况，根据已经学过的知识，请判断下列说法正确的是 A．甲图中磁场均匀增大，线圈中感应电动势均匀增大 B．乙图中线圈abcd放置于垂直于纸面向里的磁场中，导体棒MN向右运动过程中，导体棒MN电流方向为由N到M C．丙图在条形磁铁N极向下插入螺旋管的过程中，电容器上极板带负电 D．丁图在PQ向右匀速运动中，N金属圈中将产生逆时针方向电流 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 由法拉第电磁感应定律可知，甲图中磁场均匀增大，线圈中感应电动势恒定不变，故A错误；由右手定则可知，乙图中导体棒MN向右运动过程中，导体棒MN电流方向为由N到M，故B正确；丙图中，由楞次定律可知，条形磁铁N极向下插入螺旋管的过程中，螺线管中感应电流由上端导线流入，由下端导线流出，对电容器充电，则电容器下极板带正电，上极板带负电，故C正确；丁图在PQ向右匀速运动中，线圈M中产生恒定的电流，则N金属圈中无感应电流产生，故D错误。故选B、C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 9．如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片电路组成。当饭卡处于感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝，回路总电阻为R。某次刷卡时，线圈平面与磁感应强度方向垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度由0增大到B，此过程中 A．线圈有扩张的趋势 B．通过线圈平面的磁通量变化量为nBS √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 √ √ 10．如图所示，均匀导线框abc为边长为L的正三角形，有界匀强磁场宽为2L，导线框从磁场左边界开始向右做匀速直线运动穿过有界磁场，直至恰好完全穿出。此过程中，关于回路产生的感应电流I、ab两端的电势差Uab、施加的外力F及回路产生的电功率P随时间t的变化关系中(规定电流逆时针为正)，下列图像中正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 线框进入磁场过程，切割磁感线的有效长度先均匀增大，后均匀减小，故产生的感应电动势和感应电流先均匀增大，后均匀减小，感应电流方向为逆时针，进入阶段I-t图像正确，整个线框完全在磁场中运动阶段，回路磁通量不变，产生的总电动势和感应电流为零，第二阶段I-t图像也正确；出磁场阶段切割磁感线的有效长度仍先均匀增大，后均匀减小，故产生的感应电动势和感应电流先均匀增大，后均匀减小，感应电流方向为顺时针，第三阶段I-t图像正确，故A正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 11．(7分)小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题： (1)要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是 A．螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中 B．螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管 C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动 D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做 圆周运动 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，A错误；螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管中磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，B正确；磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动的过程，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，C、D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图乙所示。将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将_______(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a点电势______(选填“高于”“等于”或“低于”)b点电势。 向左 高于 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，螺线管中的磁场向下，磁通量增加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向左偏转。当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，螺线管中磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，产生的感应电流为俯视逆时针方向，a点等效为电源正极，a点电势高于b点电势。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 12．(8分)如图甲为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡的阻值R1＝6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (1)线圈的直流电阻RL＝___Ω； 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)开关断开时，该同学观察到的现象是______________________________ ______，并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是____V。 灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后 熄灭 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 13．(7分) (2023·广东广州高二校考)如图所示，空间存在着磁感应强度大小为B＝0.5 T，竖直向上的匀强磁场。两根间距L＝0.3 m的足够长的平行金属导轨，一端接有开关S、滑动变阻器R和电动势E＝8 V的直流电源，导轨上M、N处有导电性良好的光滑铰链。初始时，整个导轨水平放置，一根质量m＝0.4 kg的金属杆ab，水平放置在导轨上，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若其余电阻不计，重力加速度大小为g＝10 m/s2。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (1)闭合S后，要使杆ab静止在水平导轨上，滑动变阻器接入电路的阻值至少为多少？ 答案：0.4 Ω 滑动变阻器接入电路的阻值至少为R1＝0.4 Ω。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)将导轨右侧抬起角θ＝90°，若要杆保持ab静止在导轨上，滑动变阻器接入电路的阻值最大为多少？ 答案：0.225 Ω 滑动变阻器接入电路的阻值最大为R2＝0.225 Ω。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 14．(10分)如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动(g取10 m/s2)。 (1)求线圈匀速上升的速度大小； 答案：10 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 设绳子的拉力大小为T 对砝码：T＝m1gsin 30°＝2 N 对线框：T＝m2g＋F安 代入数据得v＝10 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？ 答案：0.2 J 绳的拉力对线圈做的功为 W＝Tl＝2×0.2 J＝0.4 J 由能量守恒定律得 Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 15．(10分)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S＝0.02 m2，匝数n＝1 000，线圈电阻r＝1.0 Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R＝4.0 Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (1)在0～4.0 s内，通过电阻R的感应电流的大小和电阻R消耗的电功率； 答案：0.2 A　0.16 W 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量。 答案：7.2 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 0～6.0 s内闭合电路中产生的热量 Q＝Q1＋Q2＝7.2 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 16．(12分)(2023·广东佛山高二校考)如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1 m。整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m＝1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10m/s2。求： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (1)金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度大小vm； 答案：2 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动，受力分析如图，则 mgsin θ＝F＋f 安培力F＝BIL 摩擦力f＝μmgcos θ 感应电动势E＝BLvm 解得vm＝2 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 (2)金属棒ab达到最大速度后，电阻R上再产生QR＝1.5 J的内能的过程中，ab杆下滑的距离s。 答案：1 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 R上产生的热量QR＝I2Rt＝1.5 J r上产生的热量Qr＝I2rt 因为R＝3 Ω，r＝1 Ω，得Qr＝0.5 J ab杆下滑过程中系统能量守恒，则 mgssin θ＝QR＋Qr＋μmgscos θ 解得s＝1 m。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 谢 谢 观 看 ！ 第二章　 　电磁感应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 设线框的边长为L，则进磁场的过程，从0～1 s内的位移为L＝at＝1 m，当线框全部进入磁场前的瞬间有F1－F安＝ma，F安＝＝，其中F1＝4 N，t1＝1 s；联立解得B＝2 T，故B正确； $$