（山东专用）2020届高考物理一轮复习 专题十一 电磁感应课件

专题十一电磁感应高考物理(山东专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考考点一电磁感应现象、楞次定律1.(2012山东理综,14,5分)(多选)以下叙述正确的是 ()A.法拉第发现了电磁感应现象B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果答案AD质量是惯性大小的唯一量度,与速度大小无关,B错误;伽利略通过实验与假想得出力不是维持物体运动的原因,C错误。2.(2011山东理综,16,4分)(多选)了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是 ()A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动答案AB焦耳发现了电流的热效应,通常称此为焦耳热,A正确。库仑研究电荷间作用的规律,得出库仑定律,B正确。奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了磁场产生电流,打开电气时代的大门,C错误。伽利略做斜面实验,研究自由落体运动,D错误。评析本题考查了与中学物理紧密相连的物理学史,在教材中都有介绍,但是在教与学的过程中常被轻视,造成失分。3.(2018课标Ⅰ,19,6分)(多选)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答案AD本题考查电流的磁效应、楞次定律等知识。当开关闭合瞬间,右侧线圈中电流突然增大,铁芯上向右的磁场增强,由楞次定律可知左侧线圈中正面感应电流向上,则远处直导线上电流向左,由安培定则可知小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向里,A项正确。开关闭合并保持一段时间后,磁场不再变化,左侧线圈中没有感应电流,小磁针N、S极回到原始方向,故B、C两项错误。开关断开的瞬间,右侧线圈中电流减小,左侧线圈正面感应电流向下,远处直导线上电流向右,由安培定则知,小磁针处直导线上电流产生的磁场方向垂直纸面向外,故D项正确。审题指导关键词在审题中的作用关键词:①同一根铁芯,意味着左右两侧线圈中磁通量变化率相同;②远处,说明此处小磁针不再受线圈中磁通量变化的影响;③小磁针悬挂在直导线正上方,说明磁针的偏转受直导线上电流产生的磁场影响。4.(2015课标Ⅰ,19,6分,0.290)(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是 () A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕OO'轴转动时,均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见A、B均正确。由于圆盘面积不变,与磁针间的距离不变,故整个圆盘中的磁通量没有变化,C错误。圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场,由安培定则可判断在中心方向竖直向下,其他位置关于中心对称,此磁场不会导致磁针转动,D错误。 考点二法拉第电磁感应定律5.(2019课标Ⅰ,20,6分)(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。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t=0到t=t1的时间间隔内 () A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C.圆环中的感应电流大小为 D.圆环中的感应电动势大小为 004BrStρ2004Brt答案BC本题考查电磁感应中的楞次定律、感应电动势、感应电流、左手定则和电阻定律,以及推理能力和综合分析能力,体现了模型建构、科学推理的核心素养。由楞次定律(“增反减同”)可判断出感应电流方向始终沿顺时针方向,故B正确。由左手定则可判断出圆环所受安培力的方向先向左后向右,故A错。感应电动势E=S有效 = ·πr2· = ,故D错。由电阻定律得圆环电阻R=ρ ,则感应电流I= = ,故C正确。Bt1200Bt2002rBt2rSER004BrStρ易错警示(1)推理过程中一定要细心。本题分析得到感应电流方向始终沿顺时针方向时,若由此盲目认为安培力方向始终不变,则易错选A。(2)感应电动势E=S有效 中的S有效为圆环回路在磁场中的面积,而不是圆环回路的面积。Bt6.(2015山东理综,17,6分)(多选)如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。在圆盘减速过程中,以下说法正确的是 () A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动答案ABD根据右手定则,处于磁场中的圆盘部分,感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处,故靠近圆心处电势高,A正确;安培力F= ,磁场越强,安培力越大,B正确;磁场反向时,安培力仍是阻力,C错误;若所加磁场穿过整个圆盘,则磁通量不再变化,没有感应电流,安培力为零,故圆盘不受阻力作用,将匀速转动,D正确。22BlvR中7.(2018课标Ⅰ,17,6分)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则 等于 () A. B. C. D.2'BB543274答案B本题考查法拉第电磁感应定律及电荷量公式。由公式E= ,I= ,q=It得q= ,设半圆弧半径为r,对于过程Ⅰ,q1= ,对于过程Ⅱ,q2= ,由q1=q2得, = ,故B项正确。ΦtERΦR24BrR2(')2BBrR'BB32规律总结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:(1)只有S变化,ΔΦ=B·ΔS;(2)只有B变化,ΔΦ=ΔB·S;(3)B和S都变化,ΔΦ=Φ2-Φ1。ΦR8.(2017课标Ⅰ,18,6分)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 ()  答案A本题考查电磁阻尼。若要有效衰减紫铜薄板上下及左右的微小振动,则要求施加磁场后,在紫铜薄板发生上下及左右的微小振动时,穿过紫铜薄板横截面的磁通量都能发生变化。由选项图可知只有A满足要求,故选A。考点三电磁感应中的综合应用9.(2014山东理综,16,6分)(多选)如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是 () A.FM向右B.FN向左C.FM逐渐增大D.FN逐渐减小答案BCD直导线产生的磁场在M区域垂直纸面向外,在N区域垂直纸面向里,根据右手定则,导体棒上的感应电流在M区域向下,在N区域向上,由左手定则判定,在M、N区域导体棒所受安培力均向左,故A错误,B正确;I感= ,F安=BI感L= ,离直导线越近处B越大,所以FM逐渐增大,FN逐渐减小,C、D正确。BLvR22BLvR10.(2013山东理综,18,5分)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是 ()  答案B由图乙知,0~ 内, =-k(常量), ~T内, =k(常量),由法拉第电磁感应定律及楞次定律知,回路中产生的电流为方波形交流电。0~ 内电流由b到a,由F=BIL和左手定则,知安培力F恒定且水平向左,为负方向;同理 ~T内,F恒定且水平向右,为正方向,故B正确,A、C、D错误。2TBt2TBt2T2T评析本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力等知识,综合了电磁感应中的图像问题,弄清B-t图像中斜率的物理意义是解决此类问题的关键。难度较难。11.(2012山东理综,20,5分)(多选)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。下列选项正确的是 () A.P=2mgvsinθB.P=3mgvsinθC.当导体棒速度达到 时加速度大小为 sinθ2v2gD.在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功答案AC对导体棒受力分析如图。当导体棒以v匀速运动时(如图甲),应有:mgsinθ=F安=BIL= ;当加力F后以2v匀速运动时(如图乙),F+mgsinθ= ,两式联立得F=mgsinθ,则P=F·2v=2mgvsinθ,A正确B错误;由牛顿第二定律,当导体棒的速度为 时,a= = = sinθ,C正确;由功能关系,当导体棒达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和,D错误。 22BLvR222BLvR2vsinmgθFm安22sin2BLvmgθRm2g评析本题借助导体棒在导轨上运动这个模型,对牛顿第二定律、功能关系、平衡条件、功率的计算等知识点进行了考查。求解本题,必须对导体棒进行正确的受力分析和运动分析,弄清楚题目中所涉及的各个物理量的变化规律,然后把这些规律正确地表达出来。本题难度较大,区分度高。对物体正确地受力分析和运动分析是解决此类问题的突破点。12.(2011山东理综,22,4分)(多选)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的是 ()甲 乙答案BDc的运动过程分为四个阶段。(Ⅰ)x