2019届高三物理二轮复习(通用版)课前诊断：电磁感应综合问题

1、3.考查法拉第电磁感应定律与楞次定律的综合应用课前诊断 电磁感应综合问题考点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1.考查法拉第电磁感应定律的应用（2019 江苏高考）如图所示，一正方形线圈的匝数为n,边长为 a,线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在At 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到 2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）（）2 2BanBaA.2AtB.2At2 2nBa2nBaC. AtD. At解析：选 B 由 E nAt n & 勺可得：E n - & 2&，B 正确。2.考查楞次定律及其应用（多选）（）（2019 镇江模拟

2、）航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去。现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率 关 S 的瞬间（）（）A .从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C .若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射D 电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射解析：选 BCD 闭合开关 S 的瞬间，金属环中向右的磁场磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，A 错误；由于电阻率p铜p铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、

3、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B 正确；若将金属环置于线圈右侧， 则闭合开关 S 的瞬间，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流， 环将向右弹射，C 正确；电池正、负极调换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D 正确。光滑躍嫌村P铜p铝。 则合（多选）（20 佃全国甲卷）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上 的匀强磁场 B 中。圆盘旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是（）（）A 若圆盘转动的角速度恒定

4、，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到 b 的方向流动C .若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D .若圆盘转动的角速度变为原来的2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍解析：选 AB 由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a 到 b 的方向流动，选项 B 正确；由感应电动势 E =1BI23知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项 A 正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C 错误；若3变为原来的 2 倍，则感应电动势变为原来的 2 倍，电流变为原来的 2 倍，由 P=I2

5、R知，电流在 R 上的热功率变为原来的 4 倍，选项 D 错误。4.考查导体棒切割磁感线产生的电动势大小和方向分析 （2019 杭州市五校联盟 “一诊”）如图所示，在置于匀强磁场中的平行 导轨上，横跨在两导轨间的导体杆 PQ 以速度 v 向右匀速移动，已知磁场 的磁感应强度为 B、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导轨间距为 I, 闭合电路 acQPa中除电阻 R 夕卜，其他部分的电阻忽略不计，则（）（）A .电路中的感应电动势E= IlBBl vB.电路中的感应电流1 =C. 通过电阻 R 的电流方向是由 a 向 cD. 通过 PQ 杆中的电流方向是由 Q 向 P解析：选 B 导体杆垂直切割

6、磁感线，产生的感应电动势为：E = Blv，故 A 错误；电路中的感应电流为：1 =E=警，故 B 正确；由右手定则可知，PQ 中产生的感应电流从 P 流向 Q,R R通过 R 的电流方向从 c 流向 a,故 C、D 错误。考点二电磁感应中的图像问题5.考查电磁感应中感应电流的图像TrrrrMM1 *占4垃bt（2019 邯郸调研）如图中有 A、B 两个线圈。线圈 B 连接一电阻 R,要使流过电阻 R 的电 流大小恒定，且方向由c点流经电阻 R 到 d 点。设线圈 A 中电流 i 从 a 点流入线圈的方向为aBDB占u左 右2甲乙2FnL53/4 5 6 7(/s正方向，则线圈 A 中的电流随

7、时间变化的图像是（）解析：选 AC 02 s 内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电ABS流的方向为顺时针方向，为正值。根据法拉第电磁感应定律，E =可=BoS 为定值，则感应电流为定值，l0= B0*。在 23 s 内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，R感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与02 s 内相同。在 34 s 内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与02 s 内先从 b 电流流入，且大小减小，根据楞次定律与右手螺旋定则可知，符合要求，故A 正确。当故 B 错误。要使流过电阻 R 的

8、电流大小恒定，根据法拉第电磁感应定律，则通入电流必须均匀变化，故 C、D 错误。6.考查电磁感应中感应电流和安培力的图像问题（多选）（2019 江西省重点中学盟校联考）如图甲所示，正六场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B 随时间 t 的变化关系如图乙所示。 t=0 时刻，磁感应强度 B 的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd 所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i 和 cd 所受安培力 F 随时间 t 变化的图像正确的是（）（）解析：选 A 要产生流过电阻 R 的电流大小恒定，且方向由c 点流经电阻 R 到 d 点，则有电流 i 从 a 点流入

9、线圈，且大小减小时，根据楞次定律可知，电流从d 点流经电阻 R 到 c 点,相同。在 46 s 内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与 02 s 内相同。故 A 正确，B 错误。在 02 s 内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据安培力公式F = BIL，则安培力逐渐减小，cd 边所受安培力方向向右，为负值。0 时刻安培力大小为 F = 2BoIoL。在 23 s 内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据F = BIL，则安培力逐渐增大，cd 边所受安培力方向向左，为正值，3 s 末安培力大小为 BoloL

10、。在 34 s 内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐 渐减小，则安培力大小逐渐减小，cd 边所受安培力方向向右，为负值，第 4 s 初的安培力大小为 BoloL。在 46 s 内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大， cd 边所受安培力方向向左，6 s 末的安培力大小 2BoIoL。故 C 正确，D 错误。7.考查电磁感应中各物理量随时间变化图像问题（2019 北京四中高三期末）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ 所在平面与水平面成B角，M、P 两端接有阻值为 R 的定值电阻。阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置，其他部分 电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B

11、 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t=0 时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F ,由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R 的感应电流随时间 t 变化的图像如图乙所示。下面分别荷量 q 随时间变化的图像，其中正确的是（）（）解析：选 B 由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而A 图描述磁通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，故 A 错误；回路中的感应电动势为 E =4棒两端的电势差 Uab= IR = kRt，则知 Uab与时间 t 成正比，故 C 错误。通过导体棒的电量为：q给出了穿过回abPM 的磁通量、磁通量的变化率、棒两端的电势差Uab

12、和通过棒的电感应电流为：,EI =R + r At R+ rt R+ r =kt,故有:=k（R+ r）t，所以图像 B 正确；I 均匀增大,由图可知:I = kt. 即=2It = 1kt2，故 q -t 图像为抛物线，并非过原点的直线，故D 错误。9.考查电磁感应现象与带电粒子的偏转（2019 汕头模拟）如图所示，质量为 M 的导体棒 ab 的电阻为 r,水 平放在相距为 I 的竖直光滑金属导轨上。导轨平面处于磁感应强度大小 为 B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中。左侧是水平放置、间距 为 d 的平行金属板，导轨上方与一可变电阻 R 连接，导轨电阻不计，导体棒与导轨始终接触良好。重力加

13、速度为go（1）调节可变电阻的阻值为 R1= 3r,释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，将带电荷量为+ q 的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间，恰好能匀速通过。求棒下滑的速率 v 和带电微粒的质量 m。改变可变电阻的阻值为 R2= 4r,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时，将该微粒沿原来的 中心线水平射入金属板间， 若微粒最后碰到金属板并被吸收。求微粒在金属板间运动的时间to解析：（1）棒匀速下滑，有 Mg = BIl，解得又 I = Ri + r，将 R1= 3r 代入，两式联立解得 v =4Mg2*。带电微粒在板间匀速运动，有考点三电磁感应中的电路综合问题（2019 衡水市冀州中学检测）如图

14、所示，竖直平面内有一金属环，半径片尺亍二二二*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 A 片 I x KJ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R的导体 VJLx2片棒 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（）（）A.Ba vBa vB.BT2Ba v解析：选 A 当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：0+ vE =B2a v=2Ba2 =Bav；11 1金属环并联的电阻为：R并=1x-xR= -R224AB 两端的电压是路端电压， AB 两端的电压大小为:4R

15、1 14R+尹Bav =Ba v3,A 正确。8.考查电源的电动势与其路端电压的关系C.3D. Ba vUmg= qd, U = IRi= I 3r,联立解得带电微粒的质量 m=3qMr。Bld导体棒沿导轨匀速下滑，回路电流保持不变，金属板间的电压U = IR2= I 4r,电压增大使微粒射入后向上偏转，有qj- mg= ma,2 = *at2,联立解得微粒在金属板间运动的时间cd 均处于静止状态，现给 cd 一平行于导轨平面向上的恒力 F，使 cd 向上做加速运动。到 时刻时，cd 棒的位移为 x,速度达到 v0, ab 棒刚好要向上滑动。棒与导轨的动摩擦因数均为A. ab 棒受到的安培力一

16、直增大解析：选 AD cd 向上做加速运动，速度逐渐增大，切割磁感线产生的感应电动势逐渐增大,回路中的感应电流逐渐增大，由F安=BIL 可知，ab 棒受到的安培力一直增大，故 A 正确；ab棒受到导轨的摩擦力先沿导轨平面向上，后沿导轨平面向下，其大小先变小后变大，故 B 错误;设克服安培做的功为 W安，则由动能定理得 Fx W安一卩 mgxos0-mgxsin0=*mv02, W安=Fx 卩 mgxos0mgxsin0 1mv02,故 C 错误；在 t0时刻突然撒去拉力的一瞬间，感应电动势E = BLv0,回路电流 1 =虽，cd 棒所受安培力 F安=BIL ,由牛顿第二定律得 mgsin0+

17、卩 mgos02R答案：髀幣（2）3j考点四电磁感应中的动力学问题（多选）（20 佃唐山第二次模接触。整个装置处在与导轨平面垂直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中,开始时导体棒 ab、0?卩， 且最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 则在0to的过程中（B.ab 棒受到导轨的摩擦力一直增大cd 棒克服安培力的功为Fx -卩12mgxos0?mv0在 t0时刻突然撤去拉力的一瞬间,cd 棒的加速度为2 2B L v0mR10.考查倾斜导轨上单杆切割磁感线的情况+ F安=ma, ab 棒刚好要向上滑动， 则有 mgsin0+卩 mgos0=F安，联立解得 a=mRB2L2v 0 ,故 D正确。11.考查水

18、平导轨上单杆切割磁感线的情况(2019 河南省中原名校高三第三次联考) )如图甲所示，在水平桌面上固定着两根相距20 cm、相互平行的无电阻轨道 P、Q,轨道一端固定一根电阻r = 0.02Q的导体棒 a,轨道上横置一根质量 m= 40 g、电阻可忽略不计的金属棒b,两棒相距也为 L = 20 cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时，磁感应强度g= 10 m/s2。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,甲尸Q.5氏30.1(1)若保持磁感应强度 B0的大小不变，从 t= 0 时刻开始，给 力，使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力 F 的大小随时间棒做匀加速运动的加速度及 b 棒与导轨间的滑动摩擦力。B=0.10 Tob 棒施加一个水平向右的拉t 变化关系如图乙所示。求b(2)若从 t= 0 开始，磁感应强度 B 随时间 t 按图丙中图像所示的规律变化，求在金属棒b开始运动前，这个装置释放的热量是多少？解析：( (1)由图像可得到拉力 F 与 t 的大小随时间变化的函数表达式为F =尸0+弋*= 0.4 +0.1t当 b 棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有:F f F安=ma, F安=BoILE B0L vI =r rv = at2 2所以 F安=业匸咼r2 2联立可解得