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人教版新高考物理二轮复习课件电磁感应规律及综合应用

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这是一份人教版新高考物理二轮复习课件电磁感应规律及综合应用

专题四2022高中总复习优化设计GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI内容索引体系构建•真题感悟高频考点•能力突破专项模块•素养培优体系构建•真题感悟【知识回顾•构建网络】【感悟高考•真题再练】 1.(2020江苏卷)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是(　　)A.同时增大B1减小B2B.同时减小B1增大B2C.同时以相同的变化率增大B1和B2D.同时以相同的变化率减小B1和B2答案 B解析产生顺时针方向的感应电流,则感应磁场的方向垂直纸面向里。由楞次定律可知,圆环中的净磁通量变化为向里的磁通量减少或者向外的磁通量增多,选项A错误,B正确;同时以相同的变化率增大B1和B2,或同时以相同的变化率减小B1和B2,两个磁场的磁通量总保持大小相同,所以总磁通量的变化为0,不会产生感应电流,选项C、D错误。2.(多选)(2021广东卷)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内有方向如图所示的匀强磁场。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中的电流逐渐减小答案 AD解析杆OP产生的感应电动势E= Bl2ω是恒定的,选项A正确。杆OP开始转动后,回路中产生电流,杆MN因为受安培力也开始运动切割磁感线,MN中也产生了与OP中相反的感应电动势,导致杆MN和OP中的电流变小,杆OP受到的安培力变小,选项B错误,D正确。因为杆MN中的电流变小,受到的安培力也变小,杆做的是加速度减小的加速运动,选项C错误。3.(多选)(2020山东卷)如图所示,平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场,图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy平面内的刚性导体框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动(不发生转动)。从图示位置开始计时,4 s末bc边刚好进入磁场。在此过程中,导体框内感应电流的大小为I,ab边所受安培力的大小为Fab,二者与时间t的关系图像可能正确的是(　　)答案 BC 4.(多选)(2021山东卷)如图所示,电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直于斜面向上,Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加,Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放,进入Ⅱ区后,经b下行至c处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直于导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中,以下叙述正确的是(　　)A.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度C.金属棒不能回到无磁场区D.金属棒能回到无磁场区,但不能回到a处答案 ABD 比较加速度大小可知a1>a2,由于bc段距离不变,下行过程中加速度大,上行过程中加速度小,所以金属棒下行经过b处时的速度大于上行经过b处时的速度,选项A、B正确。金属棒上行时,加速度与速度同向,则金属棒做加速度减小的加速运动,则一定能回到无磁场区,由A、B分析可得,金属棒进磁场Ⅱ区(下行进磁场)的速度大于出磁场Ⅱ区(上行出磁场)的速度,金属棒在无磁场区做加速度相同的减速运动,mgsin θ=ma0,则金属棒不能回到a处,选项C错误,D正确。5.(2020天津卷)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻R=0.1 Ω,边长l=0.2 m。求:(1)在t=0到t=0.1 s时间内,金属框中的感应电动势E;(2)t=0.05 s时,金属框ab边受到的安培力F的大小和方向;(3)在t=0到t=0.1 s时间内,金属框中电流的电功率P。答案 (1)0.08 V　(2)0.016 N,方向垂直于ab向左　(3)0.064 W解析 (1)在t=0到t=0.1 s的时间Δt内,磁感应强度的变化量ΔB=0.2 T,设穿过金属框的磁通量变化量为ΔΦ,有ΔΦ=ΔBl2①由于磁场均匀变化,金属框中产生的电动势是恒定的,有联立①②式,代入数据,解得E=0.08 V。③(2)设金属框中的电流为I,由闭合电路欧姆定律,有 ④由题图可知,t=0.05 s时,磁感应强度为B1=0.1 T,金属框ab边受到的安培力F=IlB1⑤联立③④⑤式,代入数据,解得F=0.016 N⑥由楞次定律可知方向垂直于ab向左。⑦(3)在t=0到t=0.1 s时间内,金属框中电流的电功率P=I2R⑧联立③④⑧式,代入数据,解得P=0.064 W。⑨高频考点•能力突破【命题点点拨】【方法规律归纳】1.判断感应电流方向的两种方法(1)右手定则:即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。(2)楞次定律:即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断。2.楞次定律中“阻碍”的四种形式(1)阻碍原磁通量的变化; 增反减同(2)阻碍物体间的相对运动; 来拒去留(3)阻碍线圈面积的变化; 增缩减扩(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。　增反减同3.求感应电动势大小的三种方法温馨提示电磁感应中电荷量的求解方法:(1)q=It;(2)q= ,其中ΔΦ的求解有三种情况,分别为①只有S变化,ΔΦ=B·ΔS;②只有B变化,ΔΦ=ΔB·S;③B和S都变化,ΔΦ=Φ2-Φ1。[典例1](2020浙江卷)(命题点2、3)如图甲所示,在绝缘光滑水平桌面上,以O为原点、水平向右为正方向建立x轴,在0≤x≤1.0 m区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长l=0.5 m、电阻R=0.25 Ω的正方形线框abcd,当平行于磁场边界的cd边进入磁场时,在沿x方向的外力F作用下以v=1.0 m/s的速度做匀速运动,直到ab边进入磁场时撤去外力。若以cd边进入磁场时作为计时起点,在0≤t≤1.0 s内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图乙所示,在0≤t≤1.3 s内线框始终做匀速运动。甲乙 (1)求外力F的大小。(2)在1.0 s≤t≤1.3 s内存在连续变化的磁场,求磁感应强度B的大小与时间t的关系。(3)求在0≤t≤1.3 s内流过导线横截面的电荷量q。(2)匀速出磁场,电流为0,磁通量不变,Φ1=Φt1=1.0 s时,B1=0.5 T,磁通量Φ1=B1l2t时刻,磁通量Φ=Bl[l-v(t-t1)]1.0 s