高中物理高考 专题25 电磁感应基本规律及其应用(原卷版)
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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc21511979" 热点题型一 电磁感应现象的判断 PAGEREF _Tc21511979 \h 1
\l "_Tc21511980" 热点题型二 感应电流方向的两种判断方法 PAGEREF _Tc21511980 \h 3
\l "_Tc21511981" 热点题型三 楞次定律推论的应用 PAGEREF _Tc21511981 \h 4
\l "_Tc21511982" “增反减同”现象 PAGEREF _Tc21511982 \h 5
\l "_Tc21511983" “增缩减扩”现象 PAGEREF _Tc21511983 \h 6
\l "_Tc21511984" “来拒去留”现象 PAGEREF _Tc21511984 \h 6
\l "_Tc21511985" 热点题型四 三定则一定律的应用 PAGEREF _Tc21511985 \h 6
\l "_Tc21511986" 因电生动 PAGEREF _Tc21511986 \h 7
\l "_Tc21511987" “因电而动”现象的判断 PAGEREF _Tc21511987 \h 7
\l "_Tc21511988" 【题型演练】 PAGEREF _Tc21511988 \h 8
【题型归纳】
热点题型一 电磁感应现象的判断
1.常见的产生感应电流的三种情况
2.判断电路中能否产生感应电流的一般流程
【例1】(2018·高考全国卷Ⅰ)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
【变式1】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接.下列说法
正确的( )
A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,电流计指针均不会偏转
C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转
【变式2】.(2019·佛山高三质检)如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰
和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有 ( )
A.使通电螺线管中的电流发生变化 B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动
C.使线圈a以MN为轴转动 D.使线圈绕垂直于MN的直径转动
【变式3】如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的
匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电
流的是( )
A.ab向右运动,同时使θ减小 B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小
C.ab向左运动,同时增大磁感应强度B D.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
热点题型二 感应电流方向的两种判断方法
1.用楞次定律判断
(1)楞次定律中“阻碍”的含义:
2.用右手定则判断
该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:
(1)掌心——磁感线垂直穿入掌心;
(2)拇指——指向导体运动的方向;
(3)四指——指向感应电流的方向.
【例2】(2018·全国III卷)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右
侧。导线PQ中通有正弦交流电流i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中
的感应电动势( )
A.在时为零 B.在时改变方向
C.在时最大,且沿顺时针方向 D.在时最大,且沿顺时针方向
【变式1】(2017·高考全国卷Ⅲ)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向 B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向 D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
【变式2】(2019·贵州遵义模拟)如图所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属
线圈P,AB在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时 ( )
A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流
D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流
热点题型三 楞次定律推论的应用
楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:
“增反减同”现象
【例3】.(多选) 如图所示,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中( )
A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B.感应电流方向一直是逆时针
C.安培力方向始终与速度方向相反 D.安培力方向始终沿水平方向
“增缩减扩”现象
【例4】(2019·广东广州名校联考)如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖
直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片
P向下滑动,下列表述正确的是( )
A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量减小
C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大
“来拒去留”现象
【例5】. (2019·绵阳模拟)两个闭合的金属环,穿在一根光滑的绝缘杆上,如图所示,当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时,环的运动情况是( )
A.两环同时向左移动,间距增大 B.两环同时向左移动,间距变小
C.两环同时向右移动,间距变小 D.两环同时向左移动,间距不变
热点题型四 三定则一定律的应用
1.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用对比
2.“三个定则”和“一个定律”的因果关系
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则;
(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则;
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则;
(4)因磁而生电(S、B→I安)→楞次定律.
因电生动
【例6】(2019·贵州五校联考)如图所示,在匀强磁场中,放有一与线圈D相连接的平行导轨,要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力,金属棒MN的运动情况可能是 ( )
A.匀速向右 B.加速向左
C.加速向右 D.减速向左
【变式】.(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引 ( )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动
C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
“因电而动”现象的判断
【例7】. 如图所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是( )
A.ab向左运动,cd向右运动 B.ab向右运动,cd向左运动
C.ab、cd都向右运动 D.ab、cd保持静止
【变式】如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中,线圈ab将( )
A.静止不动 B.逆时针转动
C.顺时针转动 D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动的方向
【题型演练】
1.(2019·北京西城区期末)从1822年至1831年的近十年时间里,英国科学家法拉第心系“磁生电”.在他的
研究过程中有两个重要环节:(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想;(2)通过大量实验,将“磁生电”(产
生感应电流)的情况概括为五种:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动
的导体.结合你学过的相关知识,试判断下列说法正确的是( )
A.环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发
B.环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释
C.环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”
D.环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件
2.下列图中能产生感应电流的是( )
3.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导
线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某
同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,
下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )
A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同
(2019·浙江宁波模拟)如图甲所示,在同一平面内有两个圆环A、B,圆环A将圆环B分为面积相等的两部分,以图甲中A环电流沿顺时针方向为正,当圆环A中的电流如图乙所示变化时,下列说法正确的是 ( )
A.B中始终没有感应电流 B.B中有顺时针方向的感应电流
C.B中有逆时针方向的感应电流 D.B中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向
5.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由 Ⅰ 平移到 Ⅱ,第二次将金属
框绕cd边翻转到 Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则 ( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现
B.ΔΦ1=ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现
C.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现
D.ΔΦ1<ΔΦ2,两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现
6.(2019·湖南株洲模拟)如图,在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体,在强磁体沿
着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中,不计空气阻力,那么 ( )
A.由于铜是非磁性材料,故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度
B.由于铜是金属材料,能够被磁化,使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度,离开铜管时加速度小于重力加速度
C.由于铜是金属材料,在强磁体穿过铜管的整个过程中,铜管中都有感应电流,加速度始终小于重力加速度
D.由于铜是金属材料,铜管可视为闭合回路,强磁体进入和离开铜管时产生感应电流,在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度,但在铜管内部时加速度等于重力加速度
7. 如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方水平快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
8. 如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力.重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.磁铁在整个下落过程中,受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变
D.磁铁落地时的速率一定等于eq \r(2gh)
9.(2019·青岛模拟)如图甲所示,水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd,两棒中间用绝缘丝线系住.开始时匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力),则在t0时刻( )
A.I=0,FT=0 B.I=0,FT≠0
C.I≠0,FT=0D.I≠0,FT≠0
10. (2019·江苏扬州一模)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环,铝环和铜环的形状、大小相同,已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间( )
A.两个金属环都向左运动 B.两个金属环都向右运动
C.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 D.从左侧向右看,铝环中感应电流沿顺时针方向
11.(2019·海南嘉积模拟)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁由静止开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,下列说法正确的是( )
A.流过R的电流方向是a到b B.电容器的下极板带正电
C.磁铁下落过程中,加速度保持不变 D.穿过线圈的磁通量不断增大
12. 如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.感应电流的方向始终是由P→Q
B.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右
13.(2019·广东珠海摸底)矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入电流方向如图所示,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是 ( )
A.导线框abcd有逆时针的感应电流 B.bc、ad两边均不受安培力的作用
C.导线框所受的安培力的合力向右 D.MN所受线框给它的作用力向左
14.(2019·聊城模拟)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.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,线圈左端的金属环被弹射出去.现在固定线圈左侧同一位置,先后放有分别用横截
面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率ρ铜<ρ铝.闭合开关S的瞬间( )
A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
C.若将环放置在线圈右方,环将向左运动 D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射
15.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )
A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D
C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒AB的作用力向左
内容
例证
阻碍原磁通量变化—“增反减同”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
阻碍原电流的变化——“增反减同”
基本现象
因果关系
应用规律
运动电荷、电流产生磁场
因电生磁
安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力
因电受力
左手定则
部分导体做切割磁感线运动
因动生电
右手定则
闭合回路磁通量变化
因磁生电
楞次定律
新高考物理三轮冲刺突破练习专题18电磁感应基本规律及其应用(含解析): 这是一份新高考物理三轮冲刺突破练习专题18电磁感应基本规律及其应用(含解析),共23页。
高中物理高考 专题25 电磁感应基本规律及其应用(解析版): 这是一份高中物理高考 专题25 电磁感应基本规律及其应用(解析版),共17页。
高中物理高考 专题21 电学基本规律的应用(原卷版): 这是一份高中物理高考 专题21 电学基本规律的应用(原卷版),共13页。