1、第2課電磁感應(yīng)的綜合問題選擇測(cè)試點(diǎn)分布張知識(shí)內(nèi)容考試要求歷代選拔考試統(tǒng)計(jì)強(qiáng)制性考試額外考試2015年十月2016年四月四日2016年十月2017年四月四日2017年十一月電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象b楞次定律c法拉第電磁感應(yīng)定律d2223222222電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種茄子b相互感覺和自我感覺b渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)b測(cè)試點(diǎn)電磁感應(yīng)中的圖像問題1.(多選)如圖1所示，ABCD是一側(cè)為L(zhǎng)的正方形線框，線框在平滑的水平線內(nèi)，右側(cè)是均勻的磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界平行于線框的CD邊緣，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直下，線受到垂直于CD邊緣的水平恒定張力F的影響。線框以恒定速度開始移動(dòng)，并規(guī)定線框中

2、的電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?。從線盒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的那一刻到完全離開磁場(chǎng)的過程，A，B兩端的電壓Uab和線盒的電流I隨CD邊緣的位置坐標(biāo)X變化的線可能是()。圖1答復(fù)BD2.(多選) (印橋板選擇3-2P8 6重組)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置在鐵芯P上環(huán)繞兩個(gè)線圈A和B，線圈A的電流I和時(shí)間T的關(guān)系如圖所示，有A，B，C，D的四個(gè)茄子的情況。在T1至T2期間圖2答復(fù)BCD3.(多選) (印橋板選擇3-2P 19“是”改編)一名學(xué)生設(shè)計(jì)了利用旋渦電場(chǎng)加速傳記粒子的裝置。基本原理如圖3甲所示，上下是電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有圓形真空室，傳記粒子在真空室中有圓周運(yùn)動(dòng)，電磁鐵線圈電流，粒子的質(zhì)量為M，電荷為Q，初始速度為0

3、，圓形軌道半徑為R，通過粒子圓形軌道面積的磁通根據(jù)時(shí)間T的變化關(guān)系，如圖B所示，t0點(diǎn)以后，粒子為圖3A.如果加速的粒子是電子，并按逆時(shí)針方向加速(如圖所示)，則必須在圓內(nèi)通過從a到b的電流B.如果加速的粒子是正電子，并按逆時(shí)針方向加速(如圖所示)，則必須通過線圈，通過從A到B的電流。C.t0小時(shí)后粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小為D.t0小時(shí)前，隨著粒子加速，增加的動(dòng)能答復(fù)ACD電子帶負(fù)電，因?yàn)樵陔妶?chǎng)中受力的方向與電場(chǎng)方向相反，電子逆時(shí)針加速，根據(jù)左手法則，磁場(chǎng)方向垂直上升，根據(jù)右手法則，必須通過線圈中從A到B的電流，所以A是正確的。同樣，您可以知道b錯(cuò)誤。T0小時(shí)后，有粒子的軌道的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子在

4、磁場(chǎng)中進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力為向心力qvB=，V=，因此C是正確的。T0小時(shí)前，減生電場(chǎng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感=，粒子加速運(yùn)動(dòng)一周內(nèi)增加的動(dòng)能 EK=QE感=，因此D是正確的。1.對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)要注意以下兩個(gè)茄子方面(1)闡明圖像所描述的物理意義。(2)闡明各種“”“-”的含義。電磁感應(yīng)中圖像選擇題的兩種茄子一般解法(1)排斥法：在電磁檢測(cè)過程中，物理量的變化趨勢(shì)(增加或減少)、變化速度(均勻變化或非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，定性地分析，消除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。(2)函數(shù)法：根據(jù)標(biāo)題中給定的條件，定量地寫下兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后通過函數(shù)關(guān)系分析和判斷圖像，雖然不是最簡(jiǎn)單的方法，但是是最有效的

5、方法。試驗(yàn)點(diǎn)2電磁感應(yīng)的力學(xué)和能量問題1.(2016浙江省十月選拔試驗(yàn)22)為了探討電機(jī)速度與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了圖4所示的裝置。半徑為L(zhǎng)的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻為R的金屬棒ab的一端與導(dǎo)軌接觸良好，另一端固定在中心的導(dǎo)電軸OO 上，電機(jī)A移動(dòng)大小為B1，方向垂直下降的均勻磁場(chǎng)。另一個(gè)質(zhì)量為M、電阻為R的金屬桿CD用輕型彈簧懸掛在垂直平面上，與固定在垂直平面上的“U”型軌道接觸良好。軌道間距為L(zhǎng)，底部阻力值為R的阻力位于B2，方向垂直軌道平面方向的均勻磁場(chǎng)中。開關(guān)S關(guān)閉時(shí)，馬達(dá)以固定速度旋轉(zhuǎn)，負(fù)載CD再次停止時(shí)，彈簧拉伸會(huì)變更為X(在彈性極限以下)。牙齒時(shí)，不考慮其

6、馀的阻力和摩擦等阻力：圖4(1)通過焊條CD的電流Icd；(2)裝置的電動(dòng)機(jī)輸出功率p；(3)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度和彈簧伸長(zhǎng)量x之間的函數(shù)關(guān)系。答案請(qǐng)參閱解決分析(1)S分離，停止CD條mg=kx0s關(guān)閉，CD桿停止時(shí)安培F=B2 ICDLCd桿停止時(shí)mg B2 icdl=kxIcd=了解=(2)電路的總電阻r總和=r r=r總電流：I=來自能量的p=i2r總和=(3)法拉第電磁感應(yīng)法：e=B1 L2電路總電流I=。2.(2017臺(tái)州市九月選拔試驗(yàn))為了測(cè)量列車運(yùn)行速度和加速度的大小，可以采用圖5包中所示的裝置。它由安裝在列車前部底部的強(qiáng)磁鐵和埋在底部的線圈及電流測(cè)量記錄器組(沒有繪制測(cè)量記錄器)組

7、成。假設(shè)列車通過線圈時(shí)，線圈發(fā)出的電流被記錄下來，就可以求出列車的速度和加速度，磁鐵末端有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.210-2T，方向垂直向下的均勻磁場(chǎng)。牙齒磁場(chǎng)區(qū)域在運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)瞬間適當(dāng)?shù)貜?fù)蓋兩個(gè)線圈。每個(gè)線圈的電阻R=0.30 ，匝N=4，垂直于軌道方向的長(zhǎng)度L=0.25m，平行于軌道方向的寬度圖5(1)磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界剛剛離開線圈時(shí)，線圈I的電流方向是順時(shí)針方向還是逆時(shí)針方向？(俯視圖)(2)計(jì)算列車通過線圈I和線圈II時(shí)的速度v1和v2的大小。(3)假設(shè)列車進(jìn)行一定的加速直線運(yùn)動(dòng)，具荷拉兩個(gè)線圈之間列車加速度的大小。(結(jié)果保持3位有效數(shù)字。）答案(1)順時(shí)針(2)20 m/s 25 m/s (

8、3)1.13 m/s2解析(1)是由倫茨定律得到的，線圈I的電流方向是順時(shí)針方向。(2)列車前底部的強(qiáng)磁鐵通過線圈時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)公式可獲得e=I (r r)理解：E1=0.24v和E2=0.30v線圈、柔道電動(dòng)勢(shì)如下：E1=nblv1，E2=nblv2理解：v1=20m/s，v2=25m/s(3)根據(jù)均勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式：v-v-v=2as在圖c中，讀取s=100m以獲得a3.如圖6所示，“凸”形硬質(zhì)金屬線框的質(zhì)量為M，每個(gè)相鄰邊徐璐垂直，在同一垂直平面內(nèi)。ab邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，CD邊的長(zhǎng)度為2l，ab與CD平行，間距為2l。均勻磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界是水平的，磁場(chǎng)方向垂直于

9、線框所在的平面。線框以恒定速度移動(dòng)，直到從起始Cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)，ef，pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)，ef，pq邊離開磁場(chǎng)后，ab邊離開磁場(chǎng)前，線框以恒定速度移動(dòng)。線框完全通過磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q。線框在下落過程中始終位于原始垂直平面內(nèi)，ab、CD邊保持水平、重力加速度圖6(1)線框ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度是CD邊第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍。(2)磁場(chǎng)和下邊界之間的距離h。答案(1)4倍(2) 28l分析(1)設(shè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，CD邊緣首次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框以恒定速度運(yùn)動(dòng)的速度為v1，CD邊緣的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律E1=2BL V1 牙齒。將線框的總阻力設(shè)置為R。線框的電流為I1，閉

10、合電路歐姆定律，I1=。牙齒時(shí)線框接收的安培力為F1，F(xiàn)1=2I1LB 由于線框進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)，因此其力的平衡為MG=F1 V1=在Ab邊離開磁場(chǎng)之前，線框以恒定速度運(yùn)動(dòng)的速度可以得到v2，同樣，V2= 式v2=4 v1 (2)線框由機(jī)械能守恒定律2MGL=MV，直到CD邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)在線框完全經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，由能源保留定律Mg (2l h)=mv-mv q H=28l。1.動(dòng)力學(xué)對(duì)象與傳記對(duì)象的相互關(guān)系求解焦耳熱的三種茄子方法(1)焦耳定律：q=i2rt(2)功能關(guān)系：q=克服w安培(3)能量轉(zhuǎn)換：q= e其他能量減少量測(cè)試點(diǎn)3應(yīng)用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問題。1.(2017浙江省四月選拔試

11、驗(yàn)22)間距為L(zhǎng)的兩個(gè)平行金屬導(dǎo)軌，水平部分和傾斜部分平滑連接，如圖7所示。傾斜為的軌道位于大小為B1、方向指向垂直軌道平面上方的均勻磁場(chǎng)區(qū)。1 .水平軌道沒有磁場(chǎng)的部分是質(zhì)量為3m的“驅(qū)動(dòng)雙桿”(由兩個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬組成)，“驅(qū)動(dòng)雙桿”右側(cè)是B2大小，方向垂直軌道平面上方的均勻磁場(chǎng)間隔II。長(zhǎng)度大于L。質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿ab從傾斜軌道頂部釋放，達(dá)到一定速度后進(jìn)入水平軌道(無能量損失)，桿ab與“聯(lián)動(dòng)2桿”沖突。把胡峰ab和CD碰撞在一起，形成“聯(lián)鎖3桿”。“聯(lián)鎖3桿”沿水平軌道繼續(xù)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)II并退出。在運(yùn)動(dòng)過程中，Bab、CD、ef始終與軌道接觸，以保持與軌道垂直。已知的Bab、C

12、D、ef電阻全部為R=0.02圖7(1)Bab在傾斜軌道上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小V0；(2)“聯(lián)鎖3桿”進(jìn)入磁場(chǎng)段II之前的速度大小V；(3)“聯(lián)鎖3桿”滑動(dòng)磁場(chǎng)段II產(chǎn)生的行列Q。答案請(qǐng)參閱解決分析(1)為mgsin =理解：v0=6m/S .(2)從動(dòng)量守恒定律中得到了mv0=4mv。理解v=1.5 m/S .(3)當(dāng)“驅(qū)動(dòng)三擊”進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)II時(shí)，速度變化量的大小設(shè)定為 V，在動(dòng)量定理中設(shè)定為B2L T=4M V。原因=，解得 v=0.25m/S .當(dāng)“驅(qū)動(dòng)3桿”在磁場(chǎng)間隔II中滑動(dòng)時(shí)，速度變化量的大小為 V ，同樣，B2 L T=4M V ，= v=0.25 m/s。因此，在“驅(qū)動(dòng)三極”牙

13、齒磁場(chǎng)間隔中滑動(dòng)時(shí)的速度V=v- v=1m/S .保留能量：q=4m (v2-v 2)=0.25j .2.(2016浙江四月選拔考試23)一名學(xué)生設(shè)計(jì)了電磁推進(jìn)噴氣推進(jìn)火箭發(fā)射器，如圖8所示。垂直固定在絕緣支架上的兩條長(zhǎng)而光滑的導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)。軌道之間有垂直軌道平面的均勻磁場(chǎng)b .絕緣火箭在軌道之間支撐，總質(zhì)量為M，其中燃料質(zhì)量為M ，通過筆刷和阻力與可忽略的軌道接觸良好。點(diǎn)燃火箭下面的推進(jìn)劑，快速推動(dòng)剛性金屬棒CD(電阻可以忽略，與軌道接觸)，使用電路CEFDC面積減少量最大值的 S，時(shí)間 T，牙齒過程將刺激強(qiáng)電流，產(chǎn)生電磁推力加速火箭。 T時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電阻R牙齒的行圖8(1)求出電路在T小時(shí)

14、內(nèi)通過電動(dòng)勢(shì)的平均值和金屬棒EF的電荷量，并判斷金屬棒EF的感應(yīng)電流方向。(2)求出T時(shí)間火箭脫離軌道時(shí)的速度大小V0。(不計(jì)較空氣阻力)(3)火箭脫離軌道時(shí)，噴氣球打開，在很短的時(shí)間內(nèi)噴射質(zhì)量為m 的氣體，噴出的氣體比噴氣火箭增加的速度為v，噴氣后火箭增加的速度為 v。(提示：噴氣前火箭是參考系。)答案(1)方向右(2)-g t (3) v分析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律=Q= t=，電流方向向右(2)平均柔道電流=平均安培力=bl動(dòng)量定理是(-mg) t=mv0，v 0=-g t(3)將噴氣前火箭垂直向上設(shè)置為參考系，將動(dòng)量守恒定律-m v (m-m) v=0 v=得到v。3.(2017溫

15、州市10所學(xué)校高3期末)如圖9所示，PQ和MN是固定在水平面上的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其阻力可以忽略。金屬棒ab，CD總是垂直于軌道，接觸良好。金屬棒ab，CD的質(zhì)量都是M，形成軌道和閉合回路。金屬桿ab的電阻為2R，金屬桿CD的電阻為R。整個(gè)裝置在垂直上方，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中。首先，如果保持金屬桿ab不變，則金屬桿CD將作用于垂直的水平力F(大小未知)，從靜止到右側(cè)以加速度A均勻地進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。圖9(1)桿CD均勻加速過程中外力F隨時(shí)間T變化的函數(shù)關(guān)系(2)雙金屬棒是去除F后在運(yùn)動(dòng)過程中從金屬棒CD中產(chǎn)生的熱量，直到最后穩(wěn)定。(3)雙金屬棒去除F后，通過金屬棒CD的電荷量q，直到運(yùn)動(dòng)過程最后穩(wěn)定。答案(1) f=t ma (2) ma2t (3)分析(1)桿CD均勻加速期間f-bil=ma，另外，I=，牙齒程序f隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系為f=t ma。(2)去除F后