《（名師導學）2020版高考物理總復習 第十章 章末總結 提高教學案 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（名師導學）2020版高考物理總復習 第十章 章末總結 提高教學案 新人教版（10頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、章末總結　提高 知 識 網 絡　【p194】 電磁感應 解題思路與方法　【p194】 1．理解因果關系：楞次定律反映了“因”“果”之間的辯證關系．原因導致結果，結果又反過來影響(“阻礙”)原因，從而引導我們既可由“因”索“果”，又可由“果”索“因”地分析物理現象． 2．等效法：不規(guī)則導體垂直切割磁感線產生的電動勢可用其等效長度替代；對復雜的電磁感應綜合問題，要善于畫出導體、框架的等效電路圖，幫助分析其中的電路問題，如串、并聯關系，內外電路、感應電動勢的方向等． 3．整體法、隔離法：提倡整體與隔離的綜合應用，善于從整體到局部，又要從局部推回到整體，對物理現象及過程有深刻的認識，從而使

2、問題簡化，如很多“雙桿”運動問題的分析． 4．程序法分析圖象問題：將物理過程分拆成幾個階段或將已知圖線分拆成幾段，對各“段”結合問題逐一分析． 5．力電綜合問題(高考熱點) (1)電磁感應與力和運動結合的問題，研究方法與力學相同，首先明確物理過程，正確地進行受力分析，這里應特別注意伴隨感應電流而產生的安培力：在勻強磁場中勻速運動的導體受的安培力恒定，變速運動的導體受的安培力隨速度(電流)變化．其次應用相應的規(guī)律求解：勻速運動可用平衡條件求解，變速運動的瞬時速度可用牛頓第二定律和運動學公式求解，變速運動的熱量問題一般用能量觀點分析． (2)在電磁感應現象中，應用閉合電路歐姆定律分析問題，

3、應明確產生電動勢的那部分導體相當于電源，該部分電路的電阻是電源的內阻，而其余部分電路則是外電路． 6．理論聯系實際問題：本章知識應用廣泛，和生產、生活、高科技聯系緊密，如日光燈原理、磁懸浮列車的原理、電磁阻尼現象、延時開關、傳感器的原理、超導技術應用等，要關注此類問題． 體 驗 高 考　　【p194】 1．(2018·全國卷Ⅰ)如圖，導體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中點，O為圓心．軌道的電阻忽略不計．OM是有一定電阻．可繞O轉動的金屬桿，M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好．空間存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為B，現使OM從OQ位置以恒定的角

4、速度逆時針轉到OS位置并固定(過程Ⅰ)；再使磁感應強度的大小以一定的變化率從B增加到B′(過程Ⅱ)．在過程Ⅰ、Ⅱ中，流過OM的電荷量相等，則等于(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. B. C. D．2 【解析】設圓的半徑為R，金屬桿從Q到S的過程中：ΔΦ＝BΔS＝BπR2 根據法拉第電磁感應定律有：E1＝＝.設回路的總電阻為r，第一次通過線圈某一橫截面的電荷量： q1＝I1Δt1＝Δt1＝　① 磁感應強度的大小以一定的變化率從B增加到B′的過程中設時間為Δt2，ΔΦ′＝(B′－B)R2 第二次通過線圈某一橫截面的電荷量為： q2＝I2Δt2＝＝?、?

5、由題，q1＝q2　③ 聯立①②③可得：＝.故B正確，A、C、D錯誤， 【答案】B 2．(多選)(2018·全國卷Ⅰ)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內的直導線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是(　　) A．開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動 B．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C．開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D．開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面

6、向外的方向轉動 【解析】開關閉合的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處電流產生的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉動，選項A正確；開關閉合并保持一段時間后，左側線圈中磁通量不變，線圈中感應電動勢和感應電流為零，直導線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態(tài)，選項BC錯誤；開關閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，左側的線圈中磁通量變化，產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導線中電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處電流產生的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外

7、的方向轉動，選項D正確． 【答案】AD 3．(2018·全國卷Ⅱ)如圖，在同一水平面內有兩根平行長導軌，導軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域，區(qū)域寬度均為l，磁感應強度大小相等、方向交替向上向下，一邊長為l的正方形金屬線框在導軌上向左勻速運動，線框中感應電流i隨時間變化的正確圖線可能是(　　) 【解析】設磁感應強度為B，線圈的速度為v、電阻為R；如果某時刻左邊位于方向向外的磁場中、右邊位于方向向里的磁場中，此時兩邊都切割磁感應線，產生的感應電動勢為：E1＝2BLv，根據電流為：i1＝＝，根據右手定則可知電流方向為順時針；當左右兩邊都處于方向相同的磁場中時，感應電動勢為零，感應電流

8、為零；當左邊位于方向向里的磁場中、右邊位于方向向外的磁場中，此時兩邊都切割磁感應線，產生的感應電動勢為：E2＝2BLv，根據電流為：i2＝＝，根據右手定則可知電流方向為逆時針，故D正確，A、B、C錯誤． 【答案】D 4．(多選)(2018·全國卷Ⅲ)(多選)如圖(a)，在同一平面內固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側．導線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向．導線框R中的感應電動勢(　　) A．在t＝時為零 B．在t＝時改變方向 C．在t＝時最大，且沿順時針方向 D．在t＝T時最大，且沿順時針方向 【解析】R中的感應電動勢E∝，

9、t＝時刻，＝0，∴E＝0，A對，0～，i為正，穿過R的磁通量向內增加、感生電流的磁場應向外，故感應電動勢為逆時針方向，且>0；t＝時刻前后，<0，感應電動勢均為順時針方向，B錯．且t＝時刻，<0，且最大，故C對，t＝T時刻，>0，且最大，故感應電動勢為逆時針方向，且最大，D錯，選A、C. 【答案】AC 5．(2017·天津)如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內，導軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下．現使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是(　　) A．ab中的感應電流方向由b到a B．

10、ab中的感應電流逐漸減小 C．ab所受的安培力保持不變 D．ab所受的靜摩擦力逐漸減小 【解析】導體棒ab、電阻R、導軌構成閉合回路，磁感應強度均勻減小，則閉合回路中的磁通量減小，根據楞次定律，可知回路中產生順時針方向的感應電流，ab中的電流方向由a到b，故A錯誤；根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢E＝＝＝k·S，回路面積S不變，即感應電動勢為定值，根據歐姆定律I＝，所以ab中的電流大小不變，故B錯誤；安培力F＝BIL，電流大小不變，磁感應強度減小，則安培力減小，故C錯誤；導體棒處于靜止狀態(tài)，所受合力為零，對其受力分析，水平方向靜摩擦力f與安培力F等大反向，安培力減小，則靜摩擦力減小，故

11、D正確． 【答案】D 6．(2017·全國卷Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌，為了有效隔離外界震動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向對稱地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小震動，如圖所示，無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右震動的衰減最有效的方案是(　　) 【答案】A 7．(2017·北京)圖1和圖2是教材中演示自感現象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的

12、亮度相同．下列說法正確的是(　　) A．圖1中，A1與L1的電阻值相同 B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流 C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同 D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等 【解析】斷開開關S1瞬間，燈A1突然閃亮，由于線圈L1的自感，通過L1的電流逐漸減小，且通過A1，即自感電流會大于原來通過A1的電流，說明閉合S1，電路穩(wěn)定時，通過A1的電流小于通過L1的電流，L1的電阻小于A1的電阻，A、B錯誤；閉合S2，電路穩(wěn)定時，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因此變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；閉合開關S2，A2

13、逐漸變亮，而A3立即變亮，說明L2中電流與變阻器R中電流不相等，D錯誤． 【答案】C 8．(2017·全國卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌，導軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內，線框與導軌共面．現讓金屬桿PQ突然向右運動，在運動開始的瞬間，關于感應電流的方向，下列說法正確的是(　　) A．PQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 B．PQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向 C．PQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 D．PQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向 【解析】金屬

14、桿PQ突然向右運動，則其速度v方向向右，由右手定則可得：金屬桿PQ中的感應電流方向向上，則PQRS中感應電流方向為逆時針方向．對圓環(huán)形金屬線框T分析如下：PQRS中感應電流產生向外的感應磁場，故圓環(huán)形金屬線框T中為阻礙此變化，會產生向里的感應磁場，則這個感應磁場產生的感應電流方向為順時針方向． 【答案】D 9．(多選)(2017·全國卷Ⅱ)兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直．邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖(a)所示．已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t＝0時刻進入磁場．線框中感應電動勢隨時間變

15、化的圖線如圖(b)所示(感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正)．下列說法正確的是(　　) A．磁感應強度的大小為0.5 T B．導線框運動速度的大小為0.5 m/s C．磁感應強度的方向垂直于紙面向外 D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s這段時間內，導線框所受的安培力大小為0.1 N 【答案】BC 10．(2017·天津)電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運載器．電磁軌道炮示意如圖，圖中直流電源電動勢為E，電容器的電容為C.兩根固定于水平面內的光滑平行金屬導軌間距為l，電阻不計．炮彈可視為一質量為m、電阻為R的金屬棒MN，垂直放在

16、兩導軌間處于靜止狀態(tài)，并與導軌良好接觸．首先開關S接1，使電容器完全充電．然后將S接至2，導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場(圖中未畫出)，MN開始向右加速運動．當MN上的感應電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時，回路中電流為零，MN達到最大速度，之后離開導軌．問： (1)磁場的方向； (2)MN剛開始運動時加速度a的大??； (3)MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少． 【解析】(1)電容器充電后上板帶正電，下板帶負電，放電時通過MN的電流由M到N，欲使炮彈射出，安培力應沿導軌向右，根據左手定則可知磁場的方向垂直于導軌平面向下． (2)電容器完全充電后，兩

17、極板間電壓為E，根據歐姆定律，電容器剛放電時的電流： I＝ 炮彈受到的安培力：F＝BIl 根據牛頓第二定律：F＝ma 解得加速度a＝ (3)電容器放電前所帶的電荷量Q1＝CE 開關S接2后，MN開始向右加速運動，速度達到最大值vm時，MN上的感應電動勢：E′＝Blvm 最終電容器所帶電荷量Q2＝CE′ 設在此過程中MN的平均電流為，MN上受到的平均安培力：＝B··l 由動量定理，有：·Δt＝mvm－0 又·Δt＝Q1－Q2 最終電容器所帶電荷量Q2＝ 11．(2017·北京)發(fā)電機和電動機具有裝置上的類似性，源于它們機理上的類似性．直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理可以簡化

18、為如圖1、圖2所示的情景． 在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計．電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度v(v平行于MN)向右做勻速運動． 圖1軌道端點MP間接有阻值為r的電阻，導體棒ab受到水平向右的外力作用．圖2軌道端點MP間接有直流電源，導體棒ab通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為I. (1)求在Δt時間內，圖1“發(fā)電機”產生的電能和圖2“電動機”輸出的機械能． (2)從微觀角度看，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉化中起著重要作用．為了方便，可認為導體棒中的

19、自由電荷為正電荷．a.請在圖3(圖1的導體棒ab)、圖4(圖2的導體棒ab)中，分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖． b．我們知道，洛倫茲力對運動電荷不做功．那么，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起到作用的呢？請以圖2“電動機”為例，通過計算分析說明． 【解析】(1)圖1中，電路中的電流I1＝ 棒ab受到的安培力F1＝BI1L 在Δt時間內，“發(fā)電機”產生的電能等于棒ab克服安培力做的功E電＝F1·vΔt＝ 圖2中，棒ab受到的安培力F2＝BIL 在Δt時間內，“電動機”輸出的機械能等于安培力對棒ab做的做E機＝F2·vΔt＝BILvΔt (2)a.

20、圖3中，棒ab向右運動，由左手定則可知其中的正電荷受到b→a方向的洛倫茲力，在該洛倫茲力作用下，正電荷沿導體棒運動形成感應電流，有沿b→a方向的分速度，受到向左的洛倫茲力作用；圖4中，在電源形成的電場作用下，棒ab中的正電荷沿a→b方向運動，受到向右的洛倫茲力作用，該洛倫茲力使導體棒向右運動，正電荷具有向右的分速度，又受到沿b→a方向的洛倫茲力作用．如圖5、圖6. b．設自由電荷的電荷量為q，沿導體棒定向移動的速率為u. 如圖6所示，沿棒方向的洛倫茲力f1′＝qvB，做負功W1＝－f1′·uΔt＝－qvBuΔt 垂直棒方向的洛倫茲力f2′＝quB，做正功W2＝f2′·vΔt＝quBvΔt 所以W1＝－W2，即導體棒中的一個自由電荷所受的洛倫茲力做功為零． f1′做負功，阻礙自由電荷的定向移動，宏觀上表現為“反電動勢”，消耗電源的電能；f2′做正功，宏觀上表現為安培力做正功，使機械能增加．大量自由電荷所受洛倫茲力做功的宏觀表現是將電能轉化為等量的機械能，在此過程中洛倫茲力通過兩個分力做功起到傳遞能量的作用． - 10 -