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.doc

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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

2、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3－2P8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t1～t2这段时间内，哪种情况可以观察到在线圈B中有感应电流(　　)图2答案　BCD3．(多选)(人教版选修3－2P19“例题

3、”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Φ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

4、，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

5、E感＝，粒子加速运动一周增加的动能为ΔEk＝qE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·

6、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

7、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ω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mg＝kx0S闭合，cd棒静止时受到安培力F＝B2Icd lcd棒静止时有mg＋B2Icd l＝kx解得Icd＝(2)回路总电阻R总＝R＋R＝R总电流：I＝由能量守

8、恒得P＝I2R总＝(3)由法拉第电磁感应定律：E＝＝B1ωl2回路总电流I＝解得ω＝.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