高考专题之高三物理电磁感应易错题解题方法.docx

1、高考专题之高三物理电磁感应易错题解题方法2013高考物理易错题解题方法大全电磁感应例61、在图111中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“”时，电源的哪一端是正极？练习61、如图所示电路中,当电键S断开瞬间( )(A)流经R2的电流方向向右,流经L的电流方向向左(B)流经R2的电流方向向左,流经L的电流方向向右(C)流经R2和L的电流方向都向右(D)流经R2和L的电流方向都向左例62、长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO轴以恒定的角速度旋转，设t= 0时，线圈平面与磁场方向平行

2、，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是练习62、如图所示,开始时矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外。若要线圈产生感应电流,下列方法中可行的是( )(A)将线圈向左平移一小段距离(B)将线圈向上平移(C)以ab为轴转动(小于90)(D)以bc为轴转动(小于90)例63、一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10、面积为0.04m2，置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T。则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为_A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为_时针方向。练习63、如图所示，abcd为单匝矩形线

3、圈，边长ab=10cm，ad=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180的过程中，感应电动势的平均值为_V；例64、如图112所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37角，线框电阻为0.10，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量练习64、边长为L0.1m的正方形金属线框abcd，质量m0.1、总电阻R0.02，从高为h0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上

4、且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L0.1m。磁感应强度B1.0T，方向如图所示。试求： （1）线框穿过磁场过程中产生的热；（2）全程通过a点截面的电量； （3）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。例65、如图113所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，MON=。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流。练习65、如图所示，质量为60g的导体棒长度S=20cm，棒两端分别与长度L=30cm的细导

5、线相连，悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。当导体棒中通以稳恒电流I后，棒向上摆动（摆动过程中I始终不变），最大偏角=45，求：导体棒中电流I的大小以下是某同学的解答：当导体棒摆到最高位置时，导体棒受力平衡。此时有：Gtan=F安= BIS请问：该同学所得结论是否正确？若正确请求出结果。若有错误，请予指出并求出正确结果例66、如图114所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4，导轨电阻不计，导轨ab的质量为0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落0.4s时，突然

6、接通电键K，则：（1）试说出K接通后，ab导体的运动情况。（2）ab导体匀速下落的速度是多少？（g取10m/s2）练习66、如图所示，一边长L=0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R=0.1的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2=0.3m，物块放在倾角=530的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：线框ad边从磁场上边缘

7、穿出时速度的大小？线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？例67、如图115所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd，且RabRcd，处于匀强磁场中。金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是 AUabUcdBUab=UcdCUabUcdD 无法判断练习67、等腰三角形线框abc与长直导线MN绝缘，且线框被导线分成面积相等的两部分，如图所示，MN接通电源瞬间电流由N流向M，则在线框中 （ ）A线框中无感应电流； B线框中有沿abca方向感应电流；C线框中有沿acba方向感应电流； D条件不

8、足无法判断。例68、如图117所示装置，导体棒AB，CD在相等的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.lm/s的速度匀速运动。匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B=4T，导体棒有效长度都是L=0.5m，电阻R=0.5，导轨上接有一只R=1的电阻和平行板电容器，它的两板间距相距1cm，试求：（l）电容器及板间的电场强度的大小和方向；（2）外力F的大小。练习68、如图所示，长为L、电阻r=0.3 、质量m=0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5 的电阻，量程为03.0 A的电流表串接在一条

9、导轨上，量程为01.0 V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定外力F使金属棒右移.当金属棒以v=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问：（1）此满偏的电表是什么表?说明理由。（2）拉动金属棒的外力F多大?（3）此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上.求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量。例69、如图119所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用=30。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B0.2T。今有一条形导体a

10、b，其质量为m0.5kg，有效电阻R=0.1，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求:（1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm；（2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。（g=10m/s2）。练习69、如图所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电源的电动势为,内阻为r,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当ab杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,求：(1)ab杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度.(2)ab杆可以达到的最大速度vmax(3)ab杆达到最大速度vmax时电路中每秒放出的热量Q例

11、70、用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为0.01。把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO以=100rad/s的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图（1）每条边产生的感应动势大小；（2）线框内感应电流的大小；（3）e，f分别是ab和cd的中点，ef两点间的电势差。练习70、匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T，磁场宽度L=3rn，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I-t图线（2）画出

12、ab两端电压的U-t图线例71、共有100匝的矩形线圈，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。已知线圈的长边a=20cm，短边b=10cm，线圈总电阻为2。求（1）线圈平面转到什么位置时，线圈受到的电磁力矩最大？最大力矩有多大？（2）线圈平面转到与磁场方向夹角60时，线圈受到的电磁力矩。练习71、如图下所示，闭合的单匝线框在匀强磁场中以角速度绕中心轴OO顺时针转动，已知线框的边长ab=cd=L1=0.20m,bc=ad=L2=0.10m, 线框的电阻R=0.50，角速度=300rad/s.匀强磁场磁感强度的大小为B=0.50T,方向与转动轴OO垂直。规定当

13、线框平面与B垂直并且ab边在纸面前时，开始计算线框的转角。（1）当=t=300时，如图5所示，线框中感生电动势的大小和方向？线框此时所受的电磁力矩M磁的大小、方向如何？（2）这时作用在线框上电磁力的瞬时功率等于多少？（3）要维持线框做匀速转动，除电磁力矩M磁外，还必须另有外力矩M外作用在线框上，写出M外随时间变化的关系式，并以t为横坐，M外为纵坐标，画出M外随t变化的图线。例72、如图1114所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A，B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则 A圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度。B在进入

14、和离开磁场时，圆环中均有感应电流C圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D圆环最终将静止在平衡位置练习72、如图1122所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时，下列说法正确的是 AA比B先亮，然后A熄灭BB比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮CAB一齐亮，然后A熄灭DA、B一齐亮然后A逐渐变亮B的亮度不变例73、如图11-16所示，直角三角形导线框ABC，处于磁感强度为B的匀强磁场中，线框在纸面上绕B点以匀角速度作顺时针方向转动，B =60，C=90，AB=l，求A，C两端的电势差UAC。【练习73、在如图1124所示的水平导

15、轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L1=4L0，右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC，DE两根导体棒，质量分别为m1=2m0，m2=m0，电阻R1=4R0，R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。例74、如图1119所示，长为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转。角速度=5rad/s，O点距A端为2m，求AB的电势差。练习74、如图 1125所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平

16、行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。例75、如图1120所示，在磁感强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1，图中定值电阻R1=100，R2=4.9，电容器的电容C=100pF。圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：（1）电容器的带电量。哪个极板带正电。（2）电路中消耗的电功率是多少？练习75、足

17、够长的光滑金属导轨E F，P Q水平放置，质量为m电阻为R的相同金属棒ab，cd与导轨垂直且接触良好，磁感强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向里如图5所示。现用恒力F作用于ab棒上，使它向右运动。则A安培力对cd做正功使它向右加速运动B外力F做的功等于克服ab棒上安培力的功C外力作的功等于回路产生的总热量和系统的动能D回路电动势先增后减两棒共速时为零练习题参考答案练习61答案:A 练习62答案:ACD 练习63答案:0.2练习64答案: 解：（1）因为线框ab进入磁场时V12m/s 产生的电动势EBLV10.2V安培力FBLIBLE/R1N 线框在磁场中FG作匀速运动，Qmg2L0.11020.1

18、J0.2J （2）因为ab与dc切割磁感线产生的电动势和电流是：EBLV1 IE/R 所以通过a点的电量QItE2L/R V1BL2 V1L/ R V12BL2/R210.01/0.02C1C (3) 线框下落的时间：t10.2s 在磁场内匀速VV1 t22L/ V10.1s 图像略 练习65答案: 该同学所得结论有问题。 （2分）由于45是钢棒向上摆动的最大偏角，所以此时钢棒并不平衡。（2分）钢棒在向上摆动过程中，仅有重力和安培力两个恒力做功。由动能定理：BISLsin-mgL（1-cos）=0 （3分）钢棒中电流为：I= mg（1-cos）/ BSsin （1分） =2.49A （2分练习

19、66答案:解（1）由于线框匀速出磁场，则对有：对有：又因为 联立可得：（2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为 所以此时线框的动能为（3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得 将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为： 练习67答案:C 练习68答案:（1）电压表 理由略 （2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C练习69答案: (1),(2)(3)练习70答案: 线框进人磁场区时E1=B lv=2 V，=2.5 A方向沿逆时针，如图（1）实线abcd所示，感电流持续的

20、时间t1=0.1 s线框在磁场中运动时：E2=0，I2=0无电流的持续时间：t2=0.2 s，线框穿出磁场区时：E3= B lv=2 V，=2.5 A此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd所示，规定电流方向逆时针为正，得I-t图线如图（2）所示（2）线框进人磁场区ab两端电压U1=I1r=2.50.2=0.5V线框在磁场中运动时；b两端电压等于感应电动势U2=B l v=2V线框出磁场时ab两端电压：U3=E - I2 r=1.5V由此得U-t图线如图（3）所示点评：将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源练习71

21、答案: 分析（1）线框在匀强磁场中匀速转动时，ab段和cd段的速率线框内的感应电动势等于ab段和cd段切割磁感线产生的感应电动势之和，即=2BL1vsin=BL1L2sin。当=300时=0.500.200.103000.5=1.5(V),方向沿abcd.线圈中的电流强度ab段所受的电磁力fab的方向如图5所示，其大小fab=BIL1=3（N）。电磁力fab对于OO轴的力矩方向在俯视图中逆时针的，大小为Mab=fab 段所受磁力矩为Mcd，大小与ab段相同，因此总电磁力矩方向是逆顺时针的，大小为M磁=Mab+Mcd=fab L2sin=0.15(Nm)(2)ab段上电磁力的方向与速度方向间的夹

22、角是90+，所以电磁力fab的瞬时功率Pab=fabvsin(900+)=-fabvsin. 因此作用在线框上的电磁力的瞬时功率为P=2Pab=-2fabvsin=-45(W)(3)当线框绕OO轴匀速转动时，线框所受力矩的代数和等于零。因此，外力矩M外的大小与电磁力矩M磁的大小相等、方向相反，为顺时针方向。利用（1）中得到的公式M外=fabL2sin,fab=BIL1,I=,=BL1L2sin=t等可得：M外=以t为横坐标，M外为纵坐标的M外t图象如图6所示。评述求解本题所需要的知识是感应电动势，闭合电路欧姆定律，以及电磁力矩和磁力瞬时功率等，都是电磁学的重点，因而本题对考生的能力要求较高。而

23、判断电磁力的方向，对负功率的计算，以及M外t函数关系图线的作图都突出了对同学空间想象能力、推理能力的考查。练习72答案：电键闭合的瞬间，线圈由于自感产生自感电动势，其作用相当于一个电源。这样对整个回路而言相当于两个电源共同作用在同一个回路中。两个电源各自独立产生电流，实际上等于两个电流的叠加。根据上述原理可在电路中标出两个电源各自独立产生的电流的方向。图11-23a、b是两电源独立产生电流的流向图，C图是合并在一起的电流流向图。由图可知、在A灯处原电流与感应电流反向，故A灯不能立刻亮起来。在B灯处原电流与感应电流同向，实际电流为两者之和，大于原电流。故B灯比正常发光亮（因正常发光时电流就是原电

24、流）。随着自感的减弱，感应电流减弱，A灯的实际电流增大，B灯实际电流减少，A变亮，B灯变暗，直到自感现象消失，两灯以原电流正常发光。应选B。练习73答案：由于棒L1向右运动，回路中产生电流，Ll受安培力的作用后减速，L2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1，v2满足一定关系，两棒做匀速运动。两棒匀速运动时，I=0，即回路的总电动势为零。所以有BLlv1=BL2v2再对DE棒应用动量定理BL2It = m2v2练习74答案：设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为t，P，Q对PQ分别应用动量定理得练习75答案：开始时ab棒在外力F作用下向右切割磁感线产生电磁感应，ab棒相当于电源，

25、由右手定则，b端电势较低，a端电势高，形成由bacdb逆时转电流。电流通过ab和cd棒，由左手定则，ab棒安培力向左，做负功，阻碍速度增加；cd棒安培力向右，做正功，使cd棒动能增加速度增大。外力除克服ab棒上安培力做功外，还要对cd棒做正功。故A对B错。由于外力和安培力的作用，开始时ab棒加速度大于cd棒，两者速度差增大，回路感应电动势增大，感应电流增大，使ab加速度减小，cd加速度增大，当两棒加速度相等时速度差最大，回路感应电动势最大。以后ab和cd棒在外力F作用下以相同加速度运动，速度差恒定不可能共速，电动势恒定不会等于零，故D错。根据能量守恒整个过程外力做的功等于回路产生的总热量和系统

26、的动能，C项正确。所以正确选项为A、C。小结：电磁感应中的金属棒导轨问题，可以用力学中滑块A在滑板B上运动作为物理模型。滑板B与地面光滑接触，摩擦力分别对A、B做负功和正功,使部分机械能转化为内能，相当于双金属棒情景。若B固定于地面，则类似单金属棒。摩擦力做的总功等于系统内能增量，相当于安培力做功的情景。高考物理易错题解题方法大全电磁感应例61、在图111中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“”时，电源的哪一端是正极？61、【正确解答】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“”时，它在线圈内部

27、产生磁感强度方向应是“”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极。练习61、如图所示电路中,当电键S断开瞬间( )(A)流经R2的电流方向向右,流经L的电流方向向左(B)流经R2的电流方向向左,流经L的电流方向向右(C)流经R2和L的电流方向都向右(D)流经R2和L的电流方向都向左例62、长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO轴以恒定的角速度旋转，设t= 0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是 【正确解答】实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势e

28、=mcost = Babcost。当t=0时，cost=1，虽然磁通量可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即【小结】弄清概念之间的联系和区别，是正确解题的前提条件。在电磁感应中要弄清磁通量、磁通量的变化以及磁通量的变化率/t之间的联系和区别。练习62、如图所示,开始时矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外。若要线圈产生感应电流,下列方法中可行的是( )(A)将线圈向左平移一小段距离(B)将线圈向上平移(C)以ab为轴转动(小于90)(D)以bc为轴转动(小于90)例63、一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10、面积为0.04m2，置于水平面上。若线框内的磁

29、感强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T。则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为_A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为_时针方向。【正确解答】根据法拉第电磁感应定律根据楞次定律，磁感强度B从B1开始均匀减少到零的过程中，感应电流的磁场阻碍原磁通的减少，与原磁通的方向同向，感应电流的方向是顺时针的。接着磁感强度B从零开始反方向均均匀增加到B2，这个过程中，穿过闭合线圈的磁通量反方向增加，感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加，其方向是垂直纸面向里，再根据安培定则判断感应电流的方向仍然是顺时针的。【小结】应用楞次定律时，特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引

30、起感应电流的磁通量的变化。不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少，电流就是顺时针，原磁场均匀增加，感应电流就是逆时针。应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势，再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向，最后用右手定则来判断感应电流的方向。练习63、如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab=10cm，ad=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180的过程中，感应电动势的平均值为_V；例64、如图112所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37角，线框电阻为0.10，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量【正确解答】设线框在水平位置时法线（图112中）n方向向上，穿过线框的磁通量1=BScos53=6