复习练案15 第一部分 专题四 第11讲 电磁感应-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习练案

复习练案%"9& /组%基础练 "%#!当线圈中通有交变电流时!感应电炉金属内的磁通 量也不断随之变化!金属中产生交变感应电流!/错误! #正确#若线圈匝数增加!根据电磁感应定律可知!感应 电动势增大!则金属中感应电流变大!*%0错误" 1%#!闭合开关瞬间!线圈E中感应电流的磁场与线圈X 中电流的磁场方向相反!由楞次定律可知!二者相互排 斥!故/错误#闭合开关!达到稳定后!通过线圈E的磁 通量保持不变!则感应电流为零!电流表的示数为零! 故#正确#断开开关瞬间!通过线圈E的磁场方向向 右!磁通量减小!由楞次定律可知感应电流的磁场方向 向右!因此流过电流表的感应电流方向由L到9!故*% 0错误" %%/*!当有电流通过弹簧时!构成弹簧的每一圈导线周 围都产生了磁场!根据安培定则知!各圈导线之间都产 生了相互的吸引作用!弹簧就缩短了!当弹簧的下端离 开水银后!电路断开!弹簧中没有了电流!各圈导线之 间失去了相互吸引力!弹簧又恢复原长!使得弹簧下端 又与水银接触!弹簧中又有了电流!开始重复上述过 程!弹簧上下振动!故/正确#图乙中假设粒子带正电! 从,向/运动!电场力的方向向下!洛伦兹力方向也向 下!无法平衡!则不能做匀速直线运动!故#错误#图丙 是真空冶炼炉!耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入 高频交流电时!被冶炼的金属内部产生很强的涡流!从 而产生大量的热量使金属熔化!故*正确#根据电磁驱 动原理!图丁中!当手摇动柄使得蹄形磁铁转动!则铝 框会同向转动!磁铁比铝框转得快!故0错误" 故 选/*" 4%#!感应电流产生的条件是!穿过线圈的磁通量发生变 化$环沿<轴平移一小段距离%环绕<轴转动一小角度% 环绕$轴转动一小角度穿过线圈的磁通量始终为零!保 持不变!所以无感应电流产生!故/%*%0错误#环沿$ 轴平移一小段距离!穿过线圈的磁通量发生改变!能产 生感应电流!故#正确" 9%/!在& ?2过程!磁通量增大!由楞次定律判断感应电 流方向为顺时针方向!为正值!线圈切割有效长度均匀 增加!线圈中的电流为1$02效7 6 $ 0$7 6 $ 07 6 $&& ) $ ) 2'!在 2 ?12过程!磁通量减小!由楞次定律判断感应电流方 向为逆时针方向!为负值!线圈切割有效长度均匀增 加!线圈中的电流为1$02效7 6 $ 0$7 6 $ 07 6 $&2 ) $ ) 12'! 故选/" @%/!导体棒9L切割磁感线在电路部分得有效长度为*! 故感应电动势为3$0*7!回路中感应电流为1$3 6 !根 据右手定则!判断电流方向为L流向9" 故导体棒9L所 受的安培力为&$01* $0 1 * 1 7 6 !方向向左" 故选/" <%/!由于(>段不切割磁感线!则(>电势相同!在+( 段!设某点到+的距离为*!根据3$0*7$" 1 0* 1 % !则 离+越远电势减小得越快!即电势差增大得越快" 故 选/" +%/!当匀强磁场的磁感应强度均匀减小的过程中!由电 磁感应定律可得线圈内的感应电动势大小3$A !* ! 8 !由 于穿过9%L两线圈的磁通量的变化率相同!线圈的匝数 相同!因此9%L线圈内的感应电动势大小相等!则有 3 9 ( 3 L $" ( "!设9%L两线圈的边长分别为2 9 %2 L !由电 阻定律6$ & 2 D 可得6 9 $ & A*42 9 D !6 L $ & A*42 L D !又有 1$ 3 6 !则通过9%L两线圈感应电流大小之比为1 9 ( 1 L $ 3 9 6 9 ( 3 L 6 L $% ( 1!故选/" #组%综合练 ;%/*0!由图像可知!穿过线圈的磁通量逐渐增加!根据 +增缩减扩,可知!线圈具有收缩的趋势!故/正确#感 应电动势3$A !* ! 8 $A ! 0 ! 8 D $"&& A &%9 9 A&%1 S$1 S! 根据楞次定律可知9点电势高于L点!则9%L两点间的 电势差J 9L $ 36 66@ $ 1 A+ + 61 S$"%@ S!故#错误#8$9 . 时穿过线圈的磁通量为 * $0 9 D $&%9 A&%1 MO $ &%" MO!故*正确#电阻6上产生的热功率为?$J9L 1 6 $ "%@ 1 + M$&%%1 M!故0正确" 故选/*0" "&%/*!设线圈的上边进入磁场时的速度为7!设线圈的 质量/!物块的质量!!图中线圈进入磁场时线圈的加 速度向下!则对线圈由牛顿第二定律可知/" 6&安>' $/9!对滑块'>!" $!9!其中&安$0 1 2 1 7 6 !即0 1 2 1 7 6 6 &/>!'" $&/6!' 9!线圈向上做减速运动!随速度 的减小!向下的加速度减小#当加速度为零时!即线圈 匀速运动的速度为7 & $ &/>!'"6 0 1 2 1 !若线圈进入磁场 时的速度较小!则线圈进入磁场时做加速度减小的减 速运动!线圈的速度和加速度都趋近于零!则图像/ 可能正确#因8$&时刻线圈就进入磁场!则进入磁场 时线圈向上不可能做匀减速运动!则图像#不可能# 若线圈的质量等于物块的质量!且当线圈进入磁场时! 且速度大于7 & !线圈进入磁场做加速度减小的减速运 动!完全进入磁场后线圈做匀速运动#当线圈出离磁场 时!受向下的安培力又做加速度减小的减速运动!最终 出离磁场时做匀速运动!则图像*有可能!0不可能" 故选/* & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " ()!!( ""%&"' 0 1 2 % % 6 ! 0 1 2 % % 16 !&1' 9 ",-. ! > " % 783 ! #解析$!!""当+(运动到正方形细框对角线瞬间%切 割的有效长度最大%2 )8H 槡$1 2%此时感应电流最大%>= 棒所受的安培力最大%根据法拉第电磁感应定律得 3 )8H $02 )8H 7$0'槡1 2'槡1 2% 1 $02 1 % 根据闭合电路欧姆定律得1 )8H $ 3 6 故>=棒所受的安培力最大为& )8H $01 )8H 2 $ 0 1 2 % % 6 当+(运动到与细框一边平行时瞬间%切割的有效长 度最短%感应电流最小%>=棒受到的安培力最小%得 3 )23 $02 )23 7$0'2' 2 % 1 $ 02 1 % 1 故>=棒所受的安培力最小为& )23 $01 )23 2 $ 0 1 2 % % 16 $ !1"当>=棒受到的安培力最小时根据平衡条件得 !".23 ! > " !",-. ! >& )23 $& 当>=棒受到的安培力最大时根据平衡条件得& )8H > !".23 ! > " !",-. ! $& 联立解得!$%0 1 2 % % 46".23 ! 撤去推力瞬间%根据牛顿第二定律得& )8H 6 " !",-. ! > !".23 ! $!9 解得 " $ 9 ",-. ! > " % 783 ! $ "1%&"' 7 & 1 !&1' 027 & 4 ! >0 1 2 1 7 & 1 + #解析$!!""开关[闭合后%当外力与安培力相等时% 金属棒的速度最大%则&$&安$012 由闭合电路欧姆定律1$3 6 金属棒切割磁感线产生的感应电动势为3$027 & 联立可得%恒定的外力为&$0 1 2 1 7 & 6 在加速阶段%外力的功率为? & $&7$ 0 1 2 1 7 & 6 7 定值电阻的功率为? 6 $1 1 6$ 0 1 2 1 7 1 6 若? & $1? 6 %即 0 1 2 1 7 & 6 7$1 0 1 2 1 7 1 6 化简可得金属棒速度7的大小为7$7& 1 $ !1"断开开关[%电容器充电%则电容器与定值电阻串 联%则有3$027$1664 > 当金属棒匀速运动时%电容器不断充电%电荷量4不断 增大%电路中电流不断减小%则金属棒所受安培力&安 $012不断减小%而拉力的功率 ? & $&.7$0127 定值电阻功率 ? 6 $1 1 6 当? & $1? 6 时有0127$1116 可得16$027 1 根据3$027$1664 > 可得此时电容器两端电压为J > $ 4 > $ 027 1 $ " 4 027 & 从开关断开到此刻外力所做的功为C$ 1 012!7' ! 8" $027 1 1' ! 8$0274 其中4$>027 1 联立可得C$>0 1 2 1 7 & 1 + $ 复习练案%"@& /组%基础练 "%#*!导体棒9L向右运动时受向左的安培力!则0027 66@ 2 $ !9!随速度的减小!加速度减小!即导体棒做加速度减 小的变减速直线运动!选项/错误#由能量关系可知电 阻6上产生的焦耳热为5 6 $ 6 66@ 5$ 6 66@ * " 1 !7 1 $ 6 66@ * I 1 1! !选项#正确#根据动量定理>012 ! 8$& >I! 则通过导体棒9L横截面的电荷量为4$18$I 02 !选项* 正确#导体棒9L减速过程中根据4$1 ! 8$ 3 66@ ! 8$ !* 66@ $ 02$ 66@ !通过的位移大小为$$I&66@' 0 1 2 1 !选项0错 误" 故选#*" 1%#*!金属棒下滑过程!由动能定理可得!"; $" 1 !7 & 1 ! 解得7 & $9 )(.!水平轨道上金属棒切割磁感线!电容器 充电!其两端电压逐渐增大!金属棒因为安培力做减速 运动!当金属棒的动生电动势与电容器两端电压相等 时!金属棒匀速运动" 由动量定理可知>&安8$!7> !7 & !设经过 ! 8!速度增加了 ! 7!感应电动势分别为3$ 027!3.$02&76 ! 7'!可知 ! 4$>&3.>3' $>02 ! 7!又 因为1$!4 ! 8 $>029!所以&安$>01219!可得7$ !7 & !60 1 2 1 > !解得7$4 )(.!此时!导体棒动生电动势为3 $027$4 S!因此!此时电容器两板板间电压J也为 4 S!则电容器增加的电荷量为5$>J$" *!因此通过 导体棒的电荷量也为" *!故/错误##正确#由以上解 析可知!动能变化量为 ! 3 I $ " 1 !7 1 > " 1 !7 & 1 $4%9 N! & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 而 (*!!( 复习练案[15] 第一部分 专题四 第11讲 电磁感应 A组·基础练 A.如图甲,把一根柔软的弹悬挂起来,使它的下端 刚好跟橹中的水银接触,通电后弹策上下振动 1.(2024·甘肃卷)工业上常利用感应电炉治炼合金. B.图乙是速度选择器示意图,带电粒子能够从V向 装置如图所示。当线圈中通有交变电流时,下列说法 M沿直线匀速通过 . 正确的是 、 C. 图内是真空治炼炉,耐火材料制成的治炼锅外的 线圈通入高频交流电时,被治炼的金属内部产生 很强的涡流,从而产生大量的热量使金属熔化 D. 图丁中,当手摇动柄使得蹄形磁铁转动,则错框会 反向转动 4.(2024·海南省直辖县级单位模拟)如图所示,在x0 A.金属中产生恒定感应电流 平面内有以y轴为边界的磁感应强度大小相等、方向 B.金属中产生交变感应电流 相反的两匀强磁场,金属圆环的圆心为0。下列过程 会使环中产生感应电流的是 C.若线圈匝数增加,则金属中感应电流减小 ) D.若线圈匝数增加,则金属中感应电流不变 2.(2024·北京卷)如图所示,线圈M和线圈P绕在同 一个铁芯上,下列说法正确的是 ) # A.环沿y轴平移一小段距离 B.环沿x轴平移一小段距离 C.环绕y轴转动一小角度 电流表 D. 环绕x轴转动一小角度 A.闭合开关瞬间,线圈M和线圈P相互吸引 5.(2024·山东河泽模拟)如图所示,等腰直角三角形 B.闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为零 内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的直角边在 C.断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b x轴上且长为L.高为L。纸面内一边长为L的正方 D.断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向 形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区 向左 域,在1=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时 3.(多选)(2024·江西辖州模拟)关于以下四幅课本上 针方向为导线框中电流的正方向,下列图像正确的是 的插图,下列说法正确的是 ) ( ) ☆ 接高频交 流电源 丙 。 6.(2024·甘肃卷)如图,相距为 _将。 B组·综合练 d的固定平行光滑金属导轨与 阻值为R的电阻相连,处在磁 9.(多选)(2024·广东东莹模拟)如图甲所示,而积为 感应强度大小为B、方向垂直 0.2m的100匝线圈内部存在垂直纸面、磁感应强度 纸面向里的匀强磁场中,长度 随时间均匀增加的匀强磁场,线圈的电阻为20,磁 为乙.的导体棒ab沿导轨向右 做匀速直线运动,速度大小为v。则导体棒ab所受的 场方向垂直于线圈平面向里,已知磁感应强度B随 安培力为 ) ) 时间/变化的规律如图乙所示,磁场垂直纸面向里为 B$f,方向向左 #,方向向右 A. B 正,定值电阻R的阻值为80.下列说法正确的是 R R ( ) C. D. ./T 7.(2024·江苏苏州模拟)如图所示,圆形区域内有垂 直纸面向里的匀强磁场,总长为21.的导体棒0C的 0端位于圆心,A为棒的中点。现使导体棒绕0点在 甲 纸面内逆时针匀速转动,则0点到导体棒上任意一 乙 点P的电势差V与0P间距离r的关系图像正确的 A.线圈具有收缩的趋势 是 ) B.a、b两点间的电势差V.=2.0V C.1=5s时穿过线圈的磁通量为0.1Wb D.电阻R上产生的热功率为0.32W 10.(多选)(2024·全国甲卷)如图.一绝缘细绳跨过两 个在同一竖直面(纸面)内的光滑定滑轮,绳的一端 连接一矩形金属线框,另一端连接一物块。线框与 V 左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强 磁场,磁场上下边界水平,在1=0时刻线框的上边 框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程 中,线框始终在纸面内目上下边框保持水平。以向 B 上为速度的正方向,下列线框的速度;随时间:变 . 化的图像中可能正确的是 ) # D 8.(2024·四川绵阳模拟)如图所示,用同种规格的铜 丝做成的a、b两个单匝正方形线圈同轴,边长之比为 □ 2:3。仅在a线圈所围区域内有垂直于纸面向里的 匀强磁场,当匀强磁场的磁感应强度均匀减小的过程 中,a、b线圈内的感应电动势大小之比和感应电流大 小之比分别为 ) A.1:1.3:2 B.1:1.2:3 。 。 C.4:9.2:3 D.4:9.9:4 -210 11.(2024·河北卷)如图,边长为21.的正方形金属细 12.(2024·全国甲卷)如图,金属导轨平行且水平放 框固定放置在绝缘水平面上,细框中心0处固定一 置,导轨间距为L.导轨光滑无摩擦。定值电阻大小 竖直细导体轴00'。间距为L、与水平面成e角的平 为R,其余电阻忽略不计,电容大小为C。在运动过 行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和 程中,金属棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于 细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中 竖直方向且磁感应强度为B的匀强磁场中。 磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒OA在 水平面内绕0点以角速度o匀速转动,水平放置在 导轨上的导体棒CD始终静止。OA棒在转动过程 中,CD棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能 静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R,电路中 (1)开关S闭合时,对金属棒施加以水平向右的恒 其余部分的电阻均不计,CD棒始终与导轨垂直,各 力,金属棒能达到的最大速度为。当外力功 部分始终接触良好,不计空气阻力,重力加速度大小 率为定值电阻功率的两倍时,求金属棒速度,的 为g。 大小。 22 (2)当金属速度为v时,断开开关$.改变水平外 力并使金属棒匀速运动。当外力功率为定值电 阻功率的两倍时,求电容器两端的电压以及从 开关断开到此刻外力所做的功。 (1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值; (2)锁定OA棒,推动CD棒下滑,撤去推力瞬间.CD 棒的加速度大小为a,所受安培力大小等于(1) 问中安培力的最大值,求CD棒与导轨间的动摩 擦因数。 -211