第六章 复习提升（含答案解析）

本章复习提升
易混易错练
易错点1　乱套公式,不考虑公式的适用条件出错
1.长10 cm的通电直导线,通以1 A的电流,在匀强磁场中某处受到的磁场力为0.4 N,则该磁场的磁感应强度(　　)
A.等于4 T
B.大于或等于4 T
C.小于或等于4 T
D.上述说法都错误
易错点2　不理解磁通量的实质出错
2.如图所示,两个金属圆环同心放置,条形磁铁穿过金属圆环圆心且与两环平面垂直,则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是(　　)
A.Φa>Φb　　　　　　B.Φa<Φb
C.Φa=Φb　　　　　　D.不能确定
易错点3　电路结构没搞清出错
3.如图所示,在匀强磁场中有两条平行金属轨道,金属轨道的右侧通过导线连接,轨道上有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则(　　)
A.断开开关S,ab中有感应电流
B.闭合开关S,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流
思想方法练
思想方法一　结论法
方法概述
结论法是指利用已知的规律、定理或它们推导出的一些正确的结论进行解题的方法。
1.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一根金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。有下列三种方式:①改变磁感应强度B的大小;②沿导轨左右平移金属棒ab;③改变θ角的大小。其中能使轨道回路中产生感应电流的是　(　　)
A.只有②可以
B.只有①和②可以
C.只有①和③可以
D.①、②和③都可以
2.如图所示,A中线圈有一小缺口,条形磁铁匀速穿过线圈;B中匀强磁场区域足够大,v1>v2;C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方;D中闭合线圈在无限大匀强磁场中加速运动。其中能产生感应电流的是(　　)
思想方法二　等效法
方法概述
所谓“等效法”就是在特定的某种意义上,在保证效果相同的前提下,将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的问题的一种方法。
3.如图所示,把轻质导电圆环用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过圆环的圆心,且垂直于圆环平面,当圆环中通以图示方向的电流后,圆环的运动情况是　(　　)
A.向左运动
B.向右运动
C.从上往下看顺时针转动
D.从上往下看逆时针转动
思想方法三　程序法
方法概述
程序法一般用于分析多过程问题,依据事件发生的顺序,对递次发生的各物理过程分阶段研究,这是程序法分析多过程问题常用的思维。
4.如图所示,在边长为2l的正方形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,有一边长为l的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度v匀速通过磁场区域,从ab刚进入磁场开始计时。
(1)指出哪些时间段内有感应电流产生;
(2)画出磁通量随时间变化的图像。
答案全解全析
易混易错练
1.B　题目中没有给出导线如何放置,若导线与磁场垂直,则由磁感应强度的定义式得出B== T=4 T;若导线与磁场不垂直,而是与磁场方向成一定角度,此时受到的磁场力为0.4 N,则磁感应强度B>4 T,选项B正确。
错解分析
忽略公式B=的适用条件,直接代入数据,造成错选A。磁场力的大小取决于B、I、L的大小以及B、I间的夹角,由于夹角没有明确,应找出所有可能的磁感应强度大小。
2.A　通过圆环的磁通量可以用穿过圆环的磁感线的净条数来描述,首先明确条形磁铁的磁感线分布情况,另外要注意磁感线是闭合的曲线。条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极,在磁体的外部是从N极到S极,内部有多少条磁感线,外部空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对于两个圆环,磁体内部的磁感线全部穿过圆环,外部的磁感线穿过圆环多少,与内部的磁感线就抵消多少,所以圆环面积越大,磁通量反而越小,故Φa>Φb,选项A正确。
错解分析
误认为圆环面积大,磁通量大,错选B项。对于非匀强磁场中磁通量大小的比较问题,要抓住抵消后剩余磁感线条数进行比较。解题时要明确磁感线是闭合曲线,磁铁内、外总磁感线条数相等,穿过环面的磁感线方向有两种,存在抵消情况,抵消后,穿过环面的磁感线条数多的圆环磁通量大。
3.B　两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动,若断开开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化,则回路中无感应电流,选项A、C错误;若闭合开关S,两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化,则回路中有感应电流,选项B正确,D错误。
错解分析
没搞清电路结构,寻找闭合回路出错,造成错选D。解题关键是掌握产生感应电流的条件,认清闭合电路的组成,不能盲目地乱套结论得出答案。
思想方法练
1.D　感应电流产生的条件是:穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。设回路所围面积为S,由题意得磁通量Φ=BS cos θ,由此可判断:改变磁感应强度B的大小,或沿导轨左右平移金属棒ab,即改变S大小,或改变θ角的大小,磁通量均发生变化,均能产生感应电流,选项A、B、C错误,D正确。
方法点津
产生感应电流的条件:一是电路闭合;二是磁通量发生变化。磁通量Φ=BS cos θ,可知Φ与B、S、θ三个因素有关,从这三个方面分析磁通量变化情况即可。
2.B　图A中线圈没闭合,无感应电流;图B中闭合电路中的磁通量增大,有感应电流;图C中的导线在圆环直径的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线都相互抵消,磁通量恒为零,也无电流;图D中回路磁通量恒定,无感应电流。故本题只有选项B正确。
方法点津
判断感应电流有无的方法
判断电路中是否产生感应电流时,先明确电路是否是闭合电路,然后判断穿过回路的磁通量是否发生变化。本题中对于C图,就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况,而对于立体图,往往还需要将立体图转换为平面图,如转化为俯视图、侧视图等。
3.A　环形电流可以等效为小磁针,根据安培定则,圆环右侧等效为小磁针的N极,左侧等效为小磁针的S极,根据异名磁极相互吸引,知圆环向左运动,选项A正确,B、C、D错误。
方法点津
通电导线与磁铁间的作用情况较复杂,解题时可将环形电流等效为小磁针,根据磁极间同性相斥、异性相吸判断圆环的运动。利用等效法解题能化难为易,多应用于模型问题。
4.答案　(1)0~和~　(2)见解析
解析　(1)线框进入磁场的过程,磁通量变化,所以在0~时间段内有感应电流产生;线框在磁场中时磁通量不变,所以在~时间段内无感应电流;线框离开磁场过程,磁通量变化,所以在~时间段内有感应电流产生。
(2)磁通量随时间变化的图像如图所示。