第2章 第2节 课时2 感生电动势与动生电动势-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(鲁科版)

物理 选择性必修 第二册 LK 1 2 课时2 感生电动势与动生电动势 刷基础 2 1.［山东枣庄三中2024高二下质量检测］（多选）如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管 内，有一直径略小于管内径的带正电的小球，正以速率 沿逆时针方向匀速运动（从上往下看）. 若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 随时间成正比例增大的变化磁场，设运动过程 中小球的带电荷量不变，则( ) AC A.洛伦兹力对小球一直不做功 B.小球受到的洛伦兹力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做 加速运动 D.小球受到的洛伦兹力不变 题型1 感生电场的判断和应用 3 解析 洛伦兹力始终与小球运动方向垂直，因此洛伦兹力对小球一直不做功，故A正确；磁场方 向竖直向上，磁感应强度随时间成正比增加，由楞次定律和安培定则可知，变化的磁场产生的感 生电场沿顺时针方向（从上往下看），小球带正电，小球所受的电场力沿顺时针方向（从上往下 看），与小球的运动方向相反，小球做减速运动，当小球速度减小到零后，将沿顺时针方向 （从上往下看）做加速运动，故C正确；由 可知，随着磁感应强度的变化,小球速度变化， 小球受到的洛伦兹力不断变化，但不是一直增大，故B、D错误. 题型1 感生电场的判断和应用 4 2.［湖北云学联盟2025高二上联考］如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半 径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点.大圆环上端、和切点 处留有一非 常小缺口.空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从 时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设 磁场垂直纸面向里为正方向.以下说法中正确的是( ) D 甲 乙 A.在过程中，大圆环上、两点电势 B.若将小缺口闭合，在 过程中小圆环上有如图甲中箭头所示方向的电流 C.若将小缺口闭合，在 前后瞬间回路中的电流不同 D.在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数约为 题型2 感生电动势的判断与计算 5 思路导引 对题图甲进行分析，阴影部分为圆环所围成的回路. 题型2 感生电动势的判断与计算 6 解析 根据楞次定律,在过程中,磁感应强度 不断增大,在两环之间区域产生逆时针方向的感 应电动势,点相当于电源正极,点相当于是电源负极,,A错误；若将 小缺口闭合,由楞次 定律可知,在过程中小圆环上的电流方向与题图甲中箭头所示方向相反,B错误；若将 小缺 口闭合，在过程中,磁感应强度的变化率不变,可知在 前后瞬间回路中感应电动势不 变,则电流也不变,C错误；在 过程中，由法拉第电磁感应定律有 ,即理想电压表读数约为 ,D正确. 题型2 感生电动势的判断与计算 7 3.［山东济南2025联考］如图所示，边长为 的正方形金属回路（总电阻为 ）与水平面的夹角为 ，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内 （包括边界）存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为 （ 且为常量），则金属回路中产生的感应电流大小为( ) D A. B. C. D. 题型2 感生电动势的判断与计算 8 解析 根据法拉第电磁感应定律得，回路中产生的感应电动势 ， 由欧姆定律得，金属回路中产生的感应电流大小为 ，故选D. 题型2 感生电动势的判断与计算 9 4. （多选）如图甲所示，一个匝数为的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为 ，线圈的 电阻为，在线圈外接一个阻值为 的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸 内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( ) CD A.时间内，端电势高于 端电势 B.时间内，电压表的读数为 C.时间内，上的电流为 D. 时间内，圆形线圈中感应电流的方向沿顺时针 题型2 感生电动势的判断与计算 10 解析 时间内，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知感应电流沿顺时针方向，线圈相 当于电源，下端为正极上端为负极，所以端电势高于端电势，A错误，D正确； 时间内， 线圈产生的感应电动势，电压表的示数等于电阻 两端的电压，为 ，B错误；时间内线圈产生的感应电动势 ， 根据闭合电路的欧姆定律上的电流 ，C正确. 题型2 感生电动势的判断与计算 11 教材变式 本题目由教材P90第8题演变而来.教材考查了两个不同时间段内电路中感应电流的大小，本题延 伸考查了电压表的读数和判断电势的高低. 题型2 感生电动势的判断与计算 12 5.［山东枣庄2025期末］如图所示，足够长的形金属框架 静置 在倾角为 的光滑斜面上，与平行且相距 .垂直于 斜面的匀强磁场，在分界线 两侧方向相反，磁感应强度大小均为 .金属棒紧靠绝缘立柱、 静止在上方的磁场中，接入电路 的阻值 .框架在平行于斜面向上的拉力 作用下，由静止开始 沿斜面向下做匀加速直线运动，加速度大小.已知 部分 阻值 ，其余电阻忽略不计，、、均平行于斜面与水平面的交界线 ，金属棒 与框架的质量均为，它们之间接触良好，取重力加速度 .从框架开始运动 至金属棒与立柱间的弹力为零的过程，形框架克服拉力做功 ，在该过程中，求： 题型3 动生电动势的分析与计算 13 （1）通过金属棒 的电荷量； [答案] 解析 设框架从开始运动至金属棒与立柱间的弹力为零所用时间为 ， 弹力为零时有 ， 解得 ， 根据闭合电路欧姆定律有 ， 由法拉第电磁感应定律有 ， 由速度公式 ， 联立并代入数据解得 ， 根据电流定义式可得 ， 解得通过金属棒的电荷量 . 题型3 动生电动势的分析与计算 14 （2）金属棒 中产生的焦耳热. [答案] 解析 框架从开始运动至与立柱间的弹力为零的过程中，框架下滑的距离 ， 由动能定理得 ， 那么金属棒中产生的热量为 ， 代入数据解得金属棒中产生的焦耳热 . 题型3 动生电动势的分析与计算 15 6.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨、竖直放置，其宽度 ，一匀强磁场垂直 穿过导轨平面，导轨的上端与之间连接阻值 的电阻，质量 、电阻 的金属棒紧贴在导轨上.现使金属棒由静止开始下滑，下滑过程中 始终保持水平， 且与导轨接触良好，其下滑距离与时间的关系如图乙所示，图像中的段为曲线， 段为直 线，导轨电阻不计，（忽略金属棒 运动过程中对原磁场的影响），求： 题型3 动生电动势的分析与计算 16 （1）金属棒在内的速度大小及磁感应强度 的大小； [答案] ; 解析 金属棒在段做匀速运动，由题图乙得 ，根据闭合电路欧姆定律可得 ，根据平衡条件有，解得 . 题型3 动生电动势的分析与计算 17 （2）金属棒在开始运动的内，通过电阻 的电荷量； [答案] 解析 根据电荷量公式有，根据闭合电路欧姆定律可得 ，磁通量的变化量 ，解得 . 题型3 动生电动势的分析与计算 18 （3）金属棒在开始运动的内，电阻 上产生的热量. [答案] 解析 根据能量守恒定律有，回路中产生的总热量，解得 ，所以 . 题型3 动生电动势的分析与计算 19 $$