浙江鸭2018版高考物理二轮复习专题四电磁感应和电路第2讲电磁感应的综合问题学案
18页1、第2讲电磁感应的综合问题选考考点分布章知识内容考试要求历次选考统计必考加试2015/102016/042016/102017/042017/11电磁感应电磁感应现象b楞次定律c法拉第电磁感应定律d2223222222电磁感应现象的两类情况b互感和自感b涡流、电磁阻尼和电磁驱动b考点一电磁感应中的图象问题1(多选)如图1所示,abcd为一边长为l的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的cd边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下,线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域,cd边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a、b两端的电压Uab及导线框中的电流i随cd边的位置坐标x变化的图线可能是()图1答案BD2(多选)(人教版选修32P8第6题改编)某实验装置如图2所示,在铁芯P上绕着两个线圈A和B,如果线圈A中电流i与时间t的关系有如图所示的A、B、C、D共四种情况在t1t2这段时间内,哪种情况可以观察到在线圈B中有感应电
2、流()图2答案BCD3(多选)(人教版选修32P19“例题”改编)某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置,基本原理如图3甲所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,带电粒子在真空室内做圆周运动,电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,产生的感生电场使粒子加速,图甲上部分为侧视图,下部分为俯视图,若粒子质量为m,电荷量为q,初速度为零,圆形轨道的半径为R,穿过粒子圆形轨道面积的磁通量随时间t的变化关系如图乙所示,在t0时刻后,粒子所在轨道处的磁感应强度为B,粒子加速过程中忽略相对论效应,不计粒子的重力,下列说法正确的是()图3A若被加速的粒子为电子,沿如图所示逆时针方向加速,则应在线圈中通以由a到b的电流B若被加速的粒子为正电子,沿如图所示逆时针方向加速,则应在线圈中通以由a到b的电流C在t0时刻后,粒子运动的速度大小为D在t0时刻前,粒子每加速一周增加的动能为答案ACD解析电子带负电,它在电场中受力的方向与电场方向相反,电子沿逆时针方向加速,根据左手定则可知磁场方向竖直向上,由右手螺旋定则知线圈中应通以由a到b的电流,故A正确;同理可知B错误;在 t0时刻后,粒子所在
3、轨道处的磁感应强度为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动,所受洛伦兹力等于向心力qvB,v,故C正确;在t0时刻前,感生电场的感应电动势E感,粒子加速运动一周增加的动能为EkqE感,故D正确1.对图象的认识,应注意以下两个方面(1)明确图象所描述的物理意义(2)明确各种“”“”的含义2电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)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),特别是物理量的正负,排除错误的选项(2)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作出分析和判断,这未必是最简捷的方法,但却是最有效的办法考点二电磁感应中的动力学和能量问题1(2016浙江10月选考22)为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图4所示的装置半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴OO上,由电动机A带动旋转在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂
4、在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时:图4(1)通过棒cd的电流Icd;(2)电动机对该装置的输出功率P;(3)电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系答案见解析解析(1)S断开,cd棒静止有mgkx0S闭合,cd棒静止时受到安培力FB2Icdlcd棒静止时有mgB2Icdlkx解得Icd(2)回路总电阻R总RRR总电流:I由能量守恒得PI2R总(3)由法拉第电磁感应定律:EB1l2回路总电流I解得.2(2017台州市9月选考)为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图5甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,就
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