第2章 电磁感应 章末优化提升(word教参)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测（人教版2019）

[对应学生用书第50页] 考点一　等效变换法 变换物理模型是将陌生的物理模型与熟悉的物理模型相比较、分析异同并从中挖掘其内在的联系,从而建立起熟悉的模型与未知现象之间相互关系的一种特殊解题方法。巧妙地运用“类同”变换,“类似”变换,“类异”变换,可使复杂、陌生、抽象的问题变成简单、熟悉、具体的问题,从而使问题大为简化。 解决电磁感应电路的关键就是借鉴或利用相似模型来启发理解和变换物理模型,即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路问题,把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路,感应电动势的大小相当于电源电动势,其余部分相当于外电路,并画出等效电路图。此时,处理问题的方法与闭合电路求解基本一致,唯一要注意的是电磁感应现象中,有时导体两端有电压,但没有电流流过,这与电源两端有电势差,但没有接入电路时电流为零的情况一样。 [例1]　 （多选）安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈,在线圈内部悬挂一个用薄铜片制成的圆环,取一条形磁体置于铜环的右侧,条形磁体的右端为N极。闭合开关,电路稳定后,发现铜环静止不动,安培由此错失发现电磁感应现象的机会。实际上,在电路接通的瞬间 （　　） A.从左侧看,铜环中有逆时针方向的感应电流 B.从左侧看,铜环中有顺时针方向的感应电流 C.铜环会远离磁体 D.铜环会靠近磁体 [解析]　条形磁体的磁场穿过铜环的磁通量由左向右,闭合开关,线圈通电后,由安培定则可知,线圈的磁场穿过铜环的磁通量由右向左,由楞次定律可知,铜环产生的感应电流的磁场向右,再由安培定则可知,从左侧看,铜环中有顺时针方向的感应电流,铜环相当于小磁体右N左S,与原磁体相互吸引,所以铜环会靠近磁体。 [答案]　BD 考点二　电磁感应中的综合问题 此类问题涉及电路知识、动力学知识和能量观点,综合性很强,解决此类问题要注意以下三点： 1.电路分析 （1）找“电源”：确定出由电磁感应所产生的电源,求出电源的电动势E和内阻r。 （2）电路结构分析，弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,为求安培力做好铺垫。 2.力和运动分析 （1）受力分析：分析研究对象（常为金属杆、导体线圈等）的受力情况,尤其注意安培力的方向。 （2）运动分析：根据力与运动的关系,确定出运动性质,根据性质特点,找到解决途径。 3.功和能量分析 （1）做功分析,找全部力所做的功,弄清功的正、负。 （2）能量转化分析,弄清哪些能量增加,哪些能量减小,根据功能关系、能量守恒定律列方程求解。 [例2]　如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上,导轨电阻不计,间距l＝0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN。Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B＝ 0.5 T。在区域Ⅰ中,将质量m1＝0.1 kg、电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg,电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g＝10 m/s2,问： （1）cd下滑的过程中,ab中的电流方向； （2）ab刚要向上滑动时,cd的速度v； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x＝3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q。 [解析]　（1）由右手定则可判断出cd中的电流方向为由d到c,则ab中的电流方向为由a流向b。 （2）开始放置时ab刚好不下滑,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,设其为Fmax,有Fmax＝ m1gsin θ,① 设ab刚要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有E＝Blv, ② 设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有 I＝, ③ 设ab所受安培力为F安,有F安＝IlB, ④ 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿导轨向下,由平衡条件有 F安＝m1gsin θ＋Fmax, ⑤ 联立①②③④⑤式,代入数据解得v＝5 m/s。 （3）设cd棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒定律有m2gxsin θ＝Q总＋m2v2, 又Q＝Q总, 解得Q＝1.3 J。 [答案]　（1）a→b　（2）5 m/s　（3）1.3 J 学科网（北京）股份有限公司 $$