現(xiàn)代文閱讀Ⅰ把握共性之“新”打通應(yīng)考之“脈”第二章電磁感應(yīng)章末綜合提升鞏固層·知識整合提升層·主題探究主題1電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1．平衡類問題的求解思路2．加速類問題的求解思路(1)確定研究對象(一般為在磁場中做切割磁感線運動的導(dǎo)體)．(2)根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)公式分析導(dǎo)體在磁場中的受力與運動情況．(3)如果導(dǎo)體在磁場中受到的磁場力變化了，從而引起合外力的變化，導(dǎo)致加速度、速度等發(fā)生變化，進(jìn)而又引起感應(yīng)電流、磁場力、合外力的變化，最終可能使導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)．【典例1】如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有兩根水平放置且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，在導(dǎo)軌的A、C端連接一阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m、長度為L的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ．若用恒力F沿水平方向向右拉金屬棒使其運動，求金屬棒的最大速度．[解析]金屬棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則知，金屬棒中有從a到b方向的電流；由左手定則知，安培力方向向左，金屬棒向右運動的過程中受到的合力逐漸減小，故金屬棒向右做加速度逐漸減小的加速運動；當(dāng)安培力與摩擦力的合力增大到大小等于拉力F時，金屬棒的加速度減小到零，速度達(dá)到最大，此后做勻速運動．由平衡條件得F＝BImaxL＋μmg，

一語通關(guān)

“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題主題2電磁感應(yīng)中的能量問題1．能量轉(zhuǎn)化的過程分析電磁感應(yīng)的實質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功實現(xiàn)的．安培力做功使得電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(通常為內(nèi)能)，外力克服安培力做功，則是其他形式的能(通常為機械能)轉(zhuǎn)化為電能的過程．2．求解焦耳熱Q的幾種方法公式法Q＝I2Rt功能關(guān)系法焦耳熱等于克服安培力做的功能量轉(zhuǎn)化法焦耳熱等于其他能的減少量

一語通關(guān)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒問題的一般思路(1)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向．(2)畫出等效電路圖，求出回路中消耗的電能表達(dá)式．(3)分析導(dǎo)體機械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機械能的改變與回路中電能的改變所滿足的方程．主題3電磁感應(yīng)中的“雙桿”模型1．模型分類“雙桿”模型分為兩類：一類是“一動一靜”，甲桿靜止不動，乙桿運動，其實質(zhì)是單桿問題，不過要注意問題包含著一個條件：甲桿靜止、受力平衡．另一類是兩桿都在運動，對于這種情況，要注意在用到整個回路的電動勢時，兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是相加還是相減．2．分析方法通過受力分析，確定運動狀態(tài)，一般會有收尾狀態(tài)．對于收尾狀態(tài)則有恒定的速度或者加速度等，再結(jié)合運動學(xué)規(guī)律、牛頓運動定律和能量觀點分析求解．【典例3】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B．現(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R．運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計，重力加速度為g．(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運動時的速度大小v0；(2)在(1)問中，當(dāng)棒a勻速運動時，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0．

(2)由右手定則可知導(dǎo)體棒b中電流向里，由左手定則可知棒b受到沿斜面向下的安培力，此時電路中電流不變，則對棒b由牛頓第二定律可得mgsinθ＋BIL＝ma解得a＝2gsinθ．

一語通關(guān)

分析“雙桿”模型問題時，要注意雙桿之間的制約關(guān)系，即“動桿”與“被動桿”之間的關(guān)系，最終兩桿的收尾狀態(tài)的確定是分析該類問題的關(guān)鍵．題號135246879101112131415章末綜合測評(二)電磁感應(yīng)(時間：75分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”．如圖，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后．將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)．閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此實驗．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是(

)題號135246879101112131415A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同√題號135246879101112131415D

[金屬套環(huán)跳起來的原因是開關(guān)S閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的，線圈接在直流電源上時，金屬套環(huán)也會跳起．電壓越高線圈匝數(shù)越多，S閉合時，金屬套環(huán)跳起越劇烈．若套環(huán)是非導(dǎo)體材料，則套環(huán)不會跳起，故A、B、C錯誤，D正確．]題號135246879101112131415

√

題號1352468791011121314153．圖甲為列車運行的俯視圖，列車首節(jié)車廂下面安裝一塊電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生垂直于地面的勻強磁場，列車經(jīng)過放在鐵軌間的線圈時，線圈產(chǎn)生的電脈沖信號傳到控制中心，如圖乙所示．則列車的運動情況可能是(

)A．勻速運動 B．勻加速運動C．勻減速運動 D．變加速運動√題號135246879101112131415C

[當(dāng)列車通過線圈時，線圈的左邊及右邊先后切割磁感線，由E＝BLv可得電動勢的大小由速度v決定，由題圖可得線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均勻減小，則列車做勻減速運動，選項C正確．]題號135246879101112131415

√

題號1352468791011121314155．(2024·廣東卷)電磁俘能器可在汽車發(fā)動機振動時利用電磁感應(yīng)發(fā)電實現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對永磁鐵可隨發(fā)動機一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關(guān)于圖乙中的線圈。下列說法正確的是(

)A．穿過線圈的磁通量為BL2B．永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動勢越大C．永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動勢越小D．永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應(yīng)電流的方向為順時針方向√題號135246879101112131415D

[根據(jù)題圖乙可知此時穿過線圈的磁通量為0，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知永磁鐵相對線圈上升越快，磁通量變化越快，線圈中感應(yīng)電動勢越大，故B、C錯誤；永磁鐵相對線圈下降時，根據(jù)安培定則可知線圈中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，故D正確。]題號1352468791011121314156．如圖所示，兩根平行的水平光滑長直金屬導(dǎo)軌，其電阻不計，導(dǎo)體棒ab、cd跨在導(dǎo)軌上，ab的電阻R大于cd的電阻r，當(dāng)cd在大小為F1的水平外力作用下勻速向右滑動時，ab在大小為F2的水平外力作用下保持靜止，那么以下說法中正確的是(

)A．Uab>Ucd，F(xiàn)1>F2

B．Uab＝Ucd，F(xiàn)1<F2C．Uab>Ucd，F(xiàn)1＝F2

D．Uab＝Ucd，F(xiàn)1＝F2√題號135246879101112131415D

[cd導(dǎo)體棒在F1的作用下做切割磁感線運動，成為電源．Uab為電路外電阻上的電壓，等效電路如圖所示．由于導(dǎo)軌的電阻不計，Uab＝Ucd．另外，由于cd棒與ab棒中電流大小相等，導(dǎo)體棒有效長度相同，所處磁場相同，故兩棒分別受到的安培力大小相等、方向相反．a(chǎn)b、cd兩棒均為平衡態(tài)，故導(dǎo)體棒分別受到的外力F1、F2與所受到的安培力平衡，故F1＝F2，故選項D正確．]題號1352468791011121314157．如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．在t＝0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t＝t1時刻斷開開關(guān)S．如選項圖所示，表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像中，正確的是(

)√A

B

C

D題號135246879101112131415B

[開關(guān)S閉合的瞬間，由于L的阻礙作用，由R與L組成的支路相當(dāng)于斷路，后來由于L的阻礙作用不斷減小，相當(dāng)于外電路并聯(lián)部分的電阻不斷減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，整個電路中的總電流增大，由U內(nèi)＝Ir得內(nèi)電壓增大，由UAB＝E－Ir得路端電壓UAB減?。娐贩€(wěn)定后，由于R的阻值大于燈泡D的阻值，所以流過L支路的電流小于流過燈泡D的電流．當(dāng)開關(guān)S斷開時，由于電感L的自感作用，流過燈泡D的電流立即與L電流相等，與燈泡原來的電流方向相反且逐漸減小，即UAB反向減小，選項B正確．]題號135246879101112131415二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．穿過固定不動的單匝線框的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是(

)A．第2s末到第4s末這段時間內(nèi)，感應(yīng)電動勢最大B．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)，感應(yīng)電動勢一樣大C．最后1s內(nèi)感應(yīng)電動勢比最初2s內(nèi)感應(yīng)電動勢大D．第1s末感應(yīng)電動勢的大小等于1V√√√題號135246879101112131415

題號1352468791011121314159．如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導(dǎo)軌abc和de，ab與de平行，bc是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌．圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強磁場．金屬桿OP的O端與e點用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好．初始時，可滑動的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上．若桿OP繞O點在勻強磁場區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有(

)A．桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定B．桿OP受到的安培力不變C．桿MN做勻加速直線運動D．桿MN中的電流逐漸減小√√題號135246879101112131415

題號135246879101112131415

√√題號135246879101112131415

題號135246879101112131415三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(6分)如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置．題號135246879101112131415(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補接完整(要求滑動變阻器滑片向右移時，電阻減小)．(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有：①將原線圈迅速插入繞圈時，靈敏電流計指針將_____________；②原線圈插入副線圈穩(wěn)定后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針________________．見解析圖向右偏轉(zhuǎn)一下向左偏轉(zhuǎn)一下題號135246879101112131415(3)(多選)在做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗時，如果副線圈兩端不接任何元件，則副線圈電路中將(

)A．因電路不閉合，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但無感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動勢C．不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向D．可以用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向√√題號135246879101112131415[解析]

(1)如圖所示．題號135246879101112131415(2)依據(jù)楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與流過它的電流方向的關(guān)系來判定，則①向右偏轉(zhuǎn)一下；②向左偏轉(zhuǎn)一下．(3)穿過電路中的磁通量發(fā)生變化，即產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；因電路不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，且可以用楞次定律判斷出感應(yīng)電動勢的方向，要產(chǎn)生感應(yīng)電流，電路必須閉合，B、D正確．題號13524687910111213141512．(8分)甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素．題號135246879101112131415(1)如圖甲，甲同學(xué)在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的有________．A．閉合開關(guān)B．開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動C．開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出D．開關(guān)閉合時將A線圈倒置再重新插入B線圈中CD

題號135246879101112131415(2)如圖乙，乙同學(xué)將條形磁鐵從B線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入B線圈中，多次改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大．該現(xiàn)象說明了線圈中_______________(選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”)越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大．磁通量的變化率題號135246879101112131415(3)丙同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向．他先使用多用電表的歐姆擋對二極管正負(fù)極進(jìn)行確認(rèn)，某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時黑表筆接觸的是二極管的____(選填“正極”或“負(fù)極”)．實驗操作時將磁鐵插入線圈時，只有燈____(選填“C”或“D”)短暫亮起．負(fù)C[解析]

(1)斷開開關(guān)時，A線圈中電流迅速減小，則B線圈中磁通量減小，出現(xiàn)感應(yīng)電流，使靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小B線圈中的磁通量或增加B線圈中反向的磁通量．閉合開關(guān)，A線圈中的電流突然增大，則B線圈中的磁通量增大，故A錯誤；開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動，滑動變阻器接入電路阻值減小，A線圈中的電流增大，則B線圈中的磁通量增大，故B錯誤；開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出，則B線圈中的磁通量減小，故C正確；開關(guān)閉合時將A線圈倒置，再重新插入B線圈中，則B線圈中反向的磁通量增加，故D正確．故選CD．題號135246879101112131415(2)釋放高度越高，磁鐵落入線圈的速度越快，則線圈中磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大．(3)某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明測量的是二極管的反向電阻，此時黑表筆接觸的是二極管的負(fù)極；當(dāng)磁鐵插入線圈時，通過線圈的磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流，燈C短暫亮起．題號135246879101112131415題號13524687910111213141513．(13分)如圖所示，電阻為0.1Ω的正方形單匝線圈a