预测15 楞次定律与法拉第电磁感应定律 -【临门一脚】 高考物理三轮冲刺过关

这是一份预测15 楞次定律与法拉第电磁感应定律 -【临门一脚】 高考物理三轮冲刺过关，文件包含预测15楞次定律与法拉第电磁感应定律-临门一脚高考物理三轮冲刺过关解析版doc、预测15楞次定律与法拉第电磁感应定律-临门一脚高考物理三轮冲刺过关原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。
2021年高考物理【临门一脚】（全国通用）预测15   楞次定律与法拉第电磁感应定律概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题☆☆☆☆计算题☆考向预测考查集中在楞次定律，法拉第电磁感定律的应用，电磁感应中的图象问题、电路问题、动力学和能量问题，题型以选择题为主；计算题常以“导体棒”切割磁感线为背景，还可能会涉及动量的问题。 1．判定感应电流方向的两种方法(1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形。(2)右手定则：一般用于导体棒切割磁感线的情形。2．求感应电动势的方法(1)感生电动势：E＝n(2)动生电动势：3．图象选择问题的2种处理方法排除法定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量的正负和方向，以排除错误的选项函数法根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断4．电磁感应中力电综合问题5．求解焦耳热Q的三种方法(1)焦耳定律：Q＝I2Rt。(2)功能关系：Q＝W安。(3)能量转化：Q＝ΔE其他。6．利用动量定理求感应电荷量或运动位移如：BLΔt＝Δp，q＝·Δt，可得q＝。Δt＝Δp，x＝Δt，可得x＝。1、“找、判、定”三步确定电势的高低2、电磁感应中电荷量的求解方法q＝t＝n3、图象应用的3个关注(1)关注图象所描述的物理意义；明确各种“＋”“－”的含义；(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应，一般进入磁场或穿出磁场，磁通量最大或最小，有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应。4、力电综合问题的分析思路1．（2020·全国高考真题）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动【答案】  B【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。故选B。2．（2020·天津高考真题）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，边长。求（1）在到时间内，金属框中的感应电动势E；（2）时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；（3）在到时间内，金属框中电流的电功率P。【答案】  （1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.064W【解析】（1）在到的时间内，磁感应强度的变化量，设穿过金属框的磁通量变化量为，有①由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有②联立①②式，代入数据，解得③（2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有④由图可知，时，磁感应强度为，金属框ab边受到的安培力⑤联立①②④⑤式，代入数据，解得⑥方向垂直于ab向左。⑦（3）在到时间内，金属框中电流的电功率⑧联立①②④⑧式，代入数据，解得⑨一、单选题1．（2021·湖南高三一模）美媒称，中国第三艘航母（第二艘国产航母）正在建造当中，很可能体现出优于前两艘航母的技术进步，新航母很可能比两艘“前辈”更大，并配备电磁弹射系统，允许更大，更重的飞机携带更多武器，执行更远距离任务，航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　）A．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势C．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射D．合上开关S的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流【答案】  D【解析】A．若金属环放在线圈右侧，根据“来拒去留"可得，环将向右运动，A错误；B．固定线圈上突然通过直流电流，穿过环的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，还有缩小的趋势，B错误；C．根据“来拒去留”，在线圈上突然通过直流电流时，环都会受到向左的力的作用，与电源的正负极无关，C错误；D．线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由左侧看为逆时针，D正确。故选D。2．（2021·广东广州市·高三一模）如图，1831年8月29日，法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈和。与电池、开关组成回路，的两端用导线连接，导线正下方有一枚小磁针。使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是（　　）
 A．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态C．断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转 D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态【答案】  A【解析】A．闭合开关瞬间，线圈a中电流发生变化，在线圈b中会产生感应电流，可观察到小磁针发生偏转，选项A正确；B．闭合开关后，线圈a中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针不偏转，选项B错误；C．断开开关瞬间，线圈a中电流发生变化，在线圈b中会产生感应电流，观察到小磁针发生偏转，选项C错误；D．断开开关后，线圈a中电流不发生变化，在线圈b中不会产生感应电流，观察到小磁针不偏转，选项D错误。故选A。3．（2021·宁夏高三二模）用电阻率为ρ，横截面积为S的硬质细导线做成半径为R的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（　　）A．圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向B．圆环所受安培力大小除时刻为零外，其他时刻不为零C．圆环中的感应电流大小D．圆环中产生的热量为【答案】  C【解析】A．根据B―t图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向，A错误；B．由于圆环没有在磁场中，不受安培力，B错误；C．由闭合电路欧姆定律得又根据法拉第电磁感应定律得正方形的边长又根据电阻定律得联立解得C正确；D．圆环中产生的热量为D错误。故选C。4．（2021·山东日照市·高三一模）如图甲所示，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。磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。在0～0.2s的时间内与0.2s～0.6s的时间内（　　）A．通过金属框的电荷量之比为2：1B．金属框中电流的电功率之比为4：1C．金属框中产生的焦耳热之比为4：1D．金属框两边受到安培力方向相反，大小之比为3：1【答案】  B【解析】A．通过金属框的电荷量因在0～0.2s的时间t1内与0.2s～0.6s的时间t2内，磁感应强度随时间的变化量相同，故通过金属框的电荷量之比为1：1，故A错误；B．金属框中电流的电功率所以故B正确；C．金属框中产生的焦耳热得故C错误；D．在0～0.2s的时间内与0.2s～0.6s的时间内，通过线框的电流方向相反，所以金属框ab边受到安培力方向相反，安培力大小由于对应时间B相同故D错误。故选B。二、多选题5．（2021·江西鹰潭市·高三一模）如图所示，在MN右侧区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的关系为B=kt（k为大于零的常量）。一边长为a、电阻为R的正三角形金属线框向右匀速运动。在t=0时刻，线框底边恰好到达MN处；在t=T时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中（　　）A．线框中的电流先逆时针方向，后顺时针方向B．线框中的电流始终为逆时针方向C．t=时刻，流过线框的电流大小为D．t=时刻，流过线框的电流大小为【答案】  BC【解析】AB．线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量始终增加，则根据楞次定律可知，线框中的电流始终为逆时针方向，选项A错误，B正确；CD．线圈进入磁场运动的速度t=时刻，线圈向右运动动生电动势感应电动势流过线框的电流大小为选项C正确，D错误。故选BC。6．（2021·四川成都市·成都七中高三二模）如图甲所示，abcd是匝数为50匝、边长为20cm、总电阻为1.0Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直向里的图示匀强磁场中。磁感应强度B随时间t发生周期性变化，变化关系如图乙所示。不考虑线圈各边电流之间的相互作用，以下说法中正确的是（　　）A．在t＝1.0s时，导线圈产生的感应电流大小为4.0AB．在t＝2.5s时，导线圈ab边受到的匀强磁场对它的安培力方向垂直ab边指向导线圈外侧C．导线圈中产生的是直流电D．在一个周期内，导线圈内电流的有效值为2A【答案】  BD【解析】A．在t＝1.0s时，导线圈产生的感应电流大小为故A错误；B．在2s~3s内，通过abcd的磁通量减少，根据楞次定律和安培定则，可知感应电流是顺时针方向，ab中电流从a到b，由左手定则可判断出，ab边受到的匀强磁场对它的安培力方向垂直ab边指向导线圈外侧，故B正确；C．根据楞次定律可知，0~2s内和2s~3s内的感应电流方向相反，故C错误；D．2s~3s内的电流大小为由得电流的有效值为故D正确。故选BD。三、解答题7．（2015·云南高三一模）如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻，与电热器P连接成闭合回路，电热器电阻，线圈处于磁感应强度周期性变化的匀强磁场中，当磁场磁感应强度按如图乙所示规律变化时，求：（1）一分钟内电热器产生的热量；（2）通过电热器电流的有效值。【答案】  (1)360J；(2)。【解析】(1) 根据法拉第电磁感应定律，则在0到0.2s内产生的感应电动势为由闭合电路欧姆定律，则有产生的电流同理，在0.2s到0.3s内的产生的感应电动势为由闭合电路欧姆定律，则有产生的电流那么一个周期内电热器产生热量而一分钟内，共完成个周期，则一分钟内，电热器产生热量(2) 根据电流的热效应，设通过电热器电流的有效值为I，则有：解得8．（2020·浙江高三其他模拟）如图甲所示，一正方形线圈的匝数为240匝，边长为a=0.5 m，对应的总电阻为2Ω，电阻R=1Ω并通过导线与线圈相连，线圈平面与匀强磁场垂直且固定，且一半处在磁场中，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化的关系如图乙所示，求：（1）判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；（2）6s内通过电阻R的电荷量；（3）t=4s时线圈受到的安培力。【答案】  （1）逆时针方向；（2）6C；（3）144N。【解析】【解析】（1）磁场在均匀地增加，由楞次定律可知：电流的方向为逆时针方向；（2）根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势E=n=n=3V根据电路的串、并联关系知，总电阻为R´=1.5Ω，由欧姆定律，干路电流I干路＝＝2 A则通过电阻R的电流为I=1 A，6s内通过电阻R的电荷量q＝It＝6C（3）安培力F＝nBI干路L，由题图乙可知：t＝4s时，B＝0.6T，有效长度为L＝a，代入数据，t=4s时线圈受到的安培力F＝144N答：（1）线圈中产生的感应电流的方向是逆时针；（2）6s内通过电阻R的电荷量为6C；（3）t=4s时线圈受到的安培力为144N。