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文档简介
1、学必求其心得,业必贵于专精第5节 电磁感应现象的两类情况一、电磁感应现象的两类情况1感生电场与感应电动势(1)感生电场:变化的磁场在周围空间激发的 ,叫作感生电场。如果此空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下定向移动,而产生感应电流,或者说导体中产生了感应电动势。(2)感生电场的方向:感生电场是产生感应电流或感应电动势的原因.导体中正电荷定向运动的方向就是 的方向,可由楞次定律判断。(3)感应电动势:由于感生电场的作用,推动导体中自由电荷 而产生的电动势叫感应电动势.感应电动势在电路中的作用相当于 ,产生电动势的导体相当于内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供电。其非静电力
2、就是 对自由电荷的作用。2洛伦兹力与动生电动势(1)动生电动势:由于 而产生的感应电动势称为动生电动势.(2)动生电动势产生的原因:导体在磁场中做切割磁感线运动时,由于导体中自由电子要受到 的作用而产生动生电动势。一段导线在做切割磁感线的运动时相当于一个 ,其非静电力与 有关.3感应电动势与动生电动势的对比感应电动势动生电动势产生原因磁场的变化导体做切割磁感线运动移动电荷的非静电力感生电场对自由电荷的电场力导体中自由电荷所受洛伦兹力沿导体方向的分力回路中相当于电源的部分处于变化磁场中的线圈部分做切割磁感线运动的导体方向判断方法由楞次定律判断通常由右手定则判断,也可由楞次定律判断大小计算方法由e
3、=n计算通常由e=blvsin 计算,也可由e=n计算二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算1公式e=blv的使用条件(1)匀强磁场;(2)b、l、v三者相互垂直;(3)如不垂直,用公式 求解,为b与v方向间的夹角。2“瞬时性”的理解(1)若v为瞬时速度,则e为 ;(2)若v为平均速度,则e为 ,即 。3切割的“有效长度公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度。图中有效长度分别为:甲图: ;乙图:沿v1方向运动时, ;沿v2方向运动时,l=0;丙图:沿v1方向运动时,l= ;沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=r。4“相对性”的理解e=blv中的速度v是相对于磁场
4、的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系。电场 感生电场 定向移动 电源 感生电场 导体运动 洛伦兹力 电源 洛伦兹力e=blvsin 瞬时感应电动势 平均感应电动势 r一、电磁感应中的图象问题对电磁感应图象问题的考查主要以选择题为主,是常考知识点,高考对第一类问题考查得较多.不管是哪种类型,电磁感应中图象问题常需要利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律。解决此类问题的一般步骤:a明确图象的种类;b分析电磁感应的具体过程;c结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程;d根据函数方程进行数学分析。如斜率及其变化、两轴的截距、图线与横坐标轴所围图形的面积等代表的
5、物理意义;e画图象或判断图象.【例题1】如图甲所示,矩形线圈位于一变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示.用i表示线圈中的感应电流,取顺时针方向的电流为正。则图丙中的it图象正确的是参考答案:c试题解析:由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得:,所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度b随t的变化率。由图乙可知,01 s时间内,b增大,增大,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则,感应电流是逆时针的,因而是负值,所以可判断01 s为负的恒值;12 s为零;23 s为为正的恒值,故c正确,abd错误.二、电磁感应中
6、的电路问题1电磁感应中电路知识的关系图:2分析电磁感应电路问题的基本思路【例题2】如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0。5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值r=2 的电阻连接,右端通过导线与阻值rl=4 的小灯泡l连接。在cdfe矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,ce长l=2 m,有一阻值r=2 的金属棒pq放置在靠近磁场边界cd处(恰好不在磁场中).cdfe区域内磁场的磁感应强度b随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4 s 内,金属棒pq保持静止,在t=4 s时使金属棒pq以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界ef处的整个过程中,小
7、灯泡的亮度没有发生变化。求:(1)通过小灯泡的电流;(2)金属棒pq在磁场区域中运动的速度大小。参考答案:(1)0。1 a (2)1 m/s试题解析:(1)在t=0至t=4 s内,金属棒pq保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势。电路为r与r并联,再与rl串联,电路的总电阻此时感应电动势通过小灯泡的电流为:三、电磁感应中的力学问题1题型特点:电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,因此,电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起,解决这类问题,不仅要应用电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等,还要应用力学中的有关规律,如牛顿运动定律
8、、动能定理、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用.2解题方法:(1)选择研究对象,即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统;(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;(3)求回路中的电流大小;(4)分析其受力情况;(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况,选定所要应用的物理规律;(6)运用物理规律列方程求解。解电磁感应中的力学问题,要抓好受力情况、运动情况的动态分析:导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化,周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定状态。四、电磁感应中的能量问题1题型特点:电磁感应过
9、程的实质是不同形式的能量转化的过程,而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程,外力克服安培力做功,则是其他形式的能转化为电能的过程.2求解思路(1)若回路中电流恒定,可以利用电路结构及w=uit或q=i2rt直接进行计算;(2)若电流变化,则:利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功;利用能量守恒求解,若只有电能与机械能的转化,则机械能的减少量等于产生的电能。解题思路如下:a用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;b画出等效电路,求出回路中电阻消耗的电功率表达式;c分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到
10、机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。【例题3】如图所示装置由水平轨道、倾角=37的倾斜轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为b、方向竖直向上的匀强磁场.质量m、长度l、电阻r的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力f拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37=0.6,cos37=0.8。(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数;(2)求当棒ab刚要向上滑动时,棒cd的速度v的大小;(3)若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,cd在水
11、平轨道上移动的距离x,求此过程中ab上产生热量q.参考答案:(1)0.75 (2) (3)q=fxm2v2试题解析:(1)当ab刚好不下滑,由平衡条件得: mgsin 37=mgcos 37=tan 37=0.75(2)设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为e由法拉第电磁感应定律有e=blv 设电路中的感应电流为i,由闭合电路欧姆定律有i=设ab所受安培力为f安,有f安=ilb 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有f安cos37=mgsin37+(mg cos37+ f安sin37)代入数据解得:f安=又f安=代入数据解得v=(3)设ab棒的运动过程中电路中产生的总热量为q
12、总由能量守恒有解得q=fxm2v21如图所示,导体ab在做切割磁感线运动时,将产生一个感应电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是a因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势b动生电动势的产生与洛伦兹力有关c动生电动势的产生与电场力有关d动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的2在平行于水平地面的有界匀强磁场上方,有三个单匝线a、b、c从静止开始同时释放,磁感线始终与线框平面垂直。三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形,其中a不闭合,有个小缺口;b、c都是闭合的,但b的导线横截面积比c的大,如图所示。下列关于它们的落地时间的判断正确的是aa、b、c同时落地ba最迟落地cb在c之
13、后落地db和c在a之后落地3如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为r(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab,ab由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,b点的线速度为v,则这时ab两端的电压大小为abcdbav4如图所示,用恒力f将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场,则在此过程中a线圈向左做匀加速直线运动b线圈向左运动且加速度逐渐增大c线圈向左运动且加速度逐渐减小d线圈中感应电流逐渐增大5两根相距为l的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂
14、直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,导轨电阻不计,回路总电阻为2r.整个装置处于磁感应强度大小为b,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力f作用下以速度v1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是a回路中的电流强度为bab杆所受拉力f的大小为ccd杆所受摩擦力为零d与v1大小的关系为6如图所示,间距l=0。3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内。在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度b1=0
15、。4 t、方向竖直向上和b2=1 t、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻r=0。3 、质量m1=0。1 kg、长为l的相同导体杆k,s,q分别放置在导轨上,s杆的两端固定在b1,b2点,k,q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于k杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0。05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑,k杆保持静止,q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力f作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g=10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求:(1)小环所受摩擦力的大小;(2)q杆所受拉力的瞬时功率。7在匀强
16、磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是av1=v2,方向都向右bv1=v2,方向都向左cv1v2,v1向右,v2向左dv1v2,v1向左,v2向右8如图所示,用铝板制成u形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直磁场方向向左以速度v匀速运动,悬线拉力为ft,则a悬线竖直,ft=mgb悬线竖直,ftmgc悬线竖直,ftmgd无法确定ft的大小和方向9如图所示,mn、pq为光滑金属导轨,磁场垂直于导轨平面,c为电容器,导体棒ab垂直跨接在导轨之间,原来ab静止,c不带电,现给
17、导体棒ab一初速度v0,则导体棒a匀速运动b匀减速运动c加速度减小的减速运动,最后静止d加速度减小的减速运动,最后匀速运动10如图,平行金属导轨与水平面成角,导轨与固定电阻r1和r2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.导体棒ab质量为m,导体棒的电阻与固定电阻r1和r2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为。导体棒沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,导体棒受到的安培力的大小为f,此时a电阻r1消耗的热功率为b电阻r2消耗的热功率为c整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvd整个装置消耗的机械功率为(f+mgcos)v11如图所示,光滑金属导轨pn与qm相距1 m,电阻不计,两端分别接有电阻r1和r2,
18、且r1=6 ,r2=3 ,ab导体棒的电阻为2 。垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 t。现使ab以恒定速度v=6 m/s匀速向右移动,求:(1)导体棒上产生的感应电动势e。(2)r1与r2消耗的电功率分别为多少?12如图所示,间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上。在区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为b,在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度bt的大小随时间t变化的规律如图所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域的下边界ef处之前,cd棒始终静止
19、不动,两棒均与导轨接触良好。已知ab棒和cd棒的质量均为m,电阻均为r,区域沿斜面的长度为2l,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域,重力加速度为g。求:(1)当ab棒在区域内运动时cd棒消耗的电功率;(2)求ab棒在区域内运动时cd棒上产生的热量;(3)ab棒开始下滑至ef的过程中流过导体棒cd的电荷量。 13(2016江苏卷)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的有a选用铜质弦,电吉他仍能正常工作b取走磁体,电吉他将不能正常工作c增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势d弦振动过
20、程中,线圈中的电流方向不断变化14(2015上海卷)如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力f作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力f做功,磁场力对导体棒做功,磁铁克服磁场力做功,重力对磁铁做功,回路中产生的焦耳热为q,导体棒获得的动能为ek。则a b cw1=ek d15(2015新课标全国卷)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
21、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16(2015福建卷)如图,由某种粗细均匀的总电阻为3r的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场b中。一接入电路电阻为r的导体棒pq,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程pq始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在pq从靠近ad处向bc滑动的过程中apq中电流先增大后减小bpq两端电压先减小后增大cpq上拉力的功率
22、先减小后增大d线框消耗的电功率先减小后增大17(2015安徽卷)如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为b,导轨电阻不计。已知金属杆mn倾斜放置,与导轨成角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则a电路中感应电动势的大小为b电路中感应电流的大小为c金属杆所受安培力的大小为d金属杆的热功率为18(2017江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为r的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域mnpq的磁感应强度大
23、小为b、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)mn刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l;(2)mn刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)pq刚要离开金属杆时,感应电流的功率p。19(2017北京卷)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道mn、pq固定在水平面内,相距为l,电阻不计。电阻为r的金属导体棒a
24、b垂直于mn、pq放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于mn)向右做匀速运动。图1轨道端点mp间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点mp间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为i.(1)求在t时间内,图1“发电机产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。b我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由
25、电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明。20(2016新课标全国卷)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为l,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为b,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为r,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑。求(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)金
26、属棒运动速度的大小。21(2015北京卷)如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度l=0。4m一端连接r=1的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度b=1t。导体棒mn放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5 m/s。求:(1)感应电动势e和感应电流i;(2)在0.1s时间内,拉力的冲量的大小;(3)若将mn换为电阻r=1的导体棒,其他条件不变,求导体棒两端的电压u.1ab【解析】根据动生电动势的定义,a项正确。动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关,感生电动势中的非静
27、电力与感生电场有关,b项正确,cd项错误。2d【解析】线框a不闭合,故无感应电流,做自由落体运动,线框b、c均受阻碍,落地时间比a长,故选项ab错误,d正确;设s为导线的横截面积,l为线框的边长,b、c线框的下边同时进入磁场时速度相同,设为v,线框的质量为m=密4ls,线框受到的安培力为:f=bil=,其中r=,所以线框刚进入磁场时的加速度为:a=g,即b、c的加速度相同,它们应同时落地,选项c错误。【名师点睛】本题是电磁感应与电路的结合问题,关键是弄清电源和外电路的构造,然后根据电学知识进一步求解,容易出错之处是把ab间的电压看成是内电压,从而出现错误的结果是2bav/3。4cd【解析】线圈
28、向左运动时,ab边做切割磁感线运动产生电动势,根据右手定则可知ab产生的电动势方向从a向b,电动势的大小为e=blv,通过ab的电流为i=,由左手定则可知ab边受到的安培力方向向右,大小为f安=bil;根据牛顿第二定律应有ff安=ma;联立可得,可见,加速度a随速度v的增大而减小,即线圈做加速度减小的加速运动,所以ab错误,c正确;线圈加速运动,产生的感应电流应逐渐增大,所以d正确.【名师点睛】对电磁感应问题首先找出电源,然后根据楞次定律和法拉第电磁感应定律写出电动势大小和方向,若涉及到力学问题,就进行受力分析,再根据牛顿第二定律写出相应的表达式,然后再讨论即可。5bd【解析】电路的感应电动势
29、为e=blv1,则感应电流,选项a错误;对ab杆:,选项b正确;cd杆向下匀速运动,故所受摩擦力为mg,选项c错误;对cd而言,,而,解得,选项d正确.6(1)0.2 n (2)2 w【解析】(1)设小环受到的摩擦力大小为ff,由牛顿第二定律有m2gff=m2a解得ff=0.2 n(2)设通过k杆的电流为i,k杆受力平衡,有ff=b1i1l设回路中电流为i,总电阻r总有i=2i1,r总=r设q杆匀速下滑的速度为v,产生的感应电动势为e由闭合电路欧姆定律,有i=e=b2lvf+m1gsin =b2il拉力的功率为p=fv联立以上方程,解得p=2 w9d【解析】ab棒切割磁感线,产生感应电动势,给
30、电容器充电,同时ab棒在安培力作用下减速,当电容器两极板间电压与ab棒的电动势相等时,充电电流为零,安培力为零,ab棒做匀速运动,d正确.10bd【解析】设ab长度为l,磁感应强度为b,电阻,电路中感应电动势,ab中感应电流为,ab所受安培力,电阻消耗的热功率,由得,,电阻和阻值相等,它们消耗的电功率相等,则,故a错误,b正确;整个装置因摩擦而消耗的热功率,故c错误;整个装置消耗的机械功率为,故d正确。【名师点睛】解决本题是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的表达式,结合功率公式和功能关系进行分析。11(1)3 v (2) 【解析】(1)金属棒产生的感应电动势e=blv=113
31、 v=3 v(2)整个电路的总电阻r=r+=4 金属棒中的电流则外电压的大小u=eir=32 v=1.5 v则r1消耗的电功率r2消耗的电功率【名师点睛】本题考查电磁感应与电路的综合问题,搞清电路的结构,知道切割的部分相当于电源,结合闭合电路欧姆定律进行求解。12(1) (2) (3)(2)ab棒在到达区域前做匀加速直线运动,有a=gsincd棒始终静止不动,ab棒在到达区域前、后,回路中产生的感应电动势和感应电流保持不变,则ab棒在区域中一定做匀速直线运动,可得:即解得:ab棒在区域中做匀速直线运动的速度为:通过磁场的时间为:故当ab棒在区域内运动时cd棒消耗的热量为:(3)ab棒开始下滑至
32、ef的过程中流过导体棒cd的电荷量为:【名师点睛】本题主要考查了动生电动势和感生电动势,解决这类问题的关键是分析两段过程中电流的关系,弄清电路结构,运用平衡条件和电磁感应的基本规律结合处理。13bcd【解析】因铜质弦不能被磁化,所以a错误;若取走磁铁,金属弦无法被磁化,电吉他将不能正常工作,所以b正确;根据法拉第电磁感应定律知,增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势,所以c正确;弦振动过程中,线圈中的磁通量一会增大一会减速,所以电流方向不断变化,d正确。【方法技巧】本题学生极易错选a选项,在于不知道铜是不能被磁化的,可见现在高考考查知识越来越细,越来越全面。15ab【解析】圆盘运动过程中,半径
33、方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,选项a对,圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中,内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生,选项b对。圆盘转动过程中,圆盘位置,圆盘面积和磁场都没有发生变化,所以没有磁通量的变化,选项c错.圆盘本身呈现电中性,不会产生环形电流,选项d错.【规律总结】把握磁通量的变化才是关键,根据对称性,圆盘磁通量始终等于零,无磁通量变化。16c【解析】设pq左侧电路的电阻为rx,则右侧电路的电阻为3rrx,所以外电路的总电阻为,外电路电阻先增大后减小,所以路端电压先增大后减小,所以b错误;电路的总电阻先增大后减小,再根据闭合电路的欧姆定律可得pq中的
34、电流:先较小后增大,故a错误;由于导体棒做匀速运动,拉力等于安培力,即f=bil,拉力的功率p=bilv,先减小后增大,所以c正确;外电路的总电阻最大为3r/4,小于电源内阻r,又外电阻先增大后减小,所以外电路消耗的功率先增大后减小,故d错误。【方法技巧】:本题主要是对电路的分析以及对电功率的计算,外电路为并联电路,在导体棒运动的过程中外电路电阻在改变,从而判断路端电压的变化,然后根据外电路消耗的电功率与外电路电阻的关系,判断输出功率的变化。17b【解析】导体棒切割磁感线产生感应电动势,故a错误;感应电流的大小,故b正确;所受的安培力为,故c错误;金属杆的热功率,故d错误。【名师点睛】电磁感应选择题是高考每年必出的,导体棒切割磁感线应该是有效长度,容易出错,而算安培力时则必须是实际长度,另外不要忘记公式【名师点睛】本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势e=blv,切割的速度(v)是导体与磁场的相对速度,分析这类问题,通常是先电后力,再功能。19(1) (2)a如图3、图4 b
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