2025届高考物理二轮复习讲义：微专题9 电磁感应实践性应用专题 （含解析）.pdfVIP

2025届高考物理二轮复习讲义：微专题9电磁感应实践性应用专题

进入新高考新教材新课标阶段后,浙江物理连续四次关于电磁感应的问题都是基

于真实背景的实践应用类问题,虽然最终的模型都指向杆和框的基本结构,但是理

解信息,解构情境是非常值得训练的.

解构情境,还原电磁感应基础问题

例1[2024·浙江1月选考]如图甲所示,扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振

平台和磁阻尼减震器组成.平台通过三根关于OO″轴对称分布的相同轻杆悬挂在

轻质弹簧的下端O,弹簧上端固定悬挂在O点,三个相同的关于OO″轴对称放置

的减振器位于平台下方.如图乙所示,每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表

面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成,辐向磁场分布关于线圈

中心竖直轴对称,线圈所在处磁感应强度大小均为B.处于静止状态的平台受到外

界微小扰动,线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动,其位移随时间变化的图像如图

丙所示.已知t=0时速度为v,方向向下,t、t时刻的振幅分别为A、A.平台和三

01212

个线圈的总质量为m,弹簧的劲度系数为k,每个线圈半径为r,电阻为R.当弹簧形

1

2

变量为Δx时,其弹性势能为k(Δx),重力加速度为g,不计空气阻力.求:

2

(1)平台静止时弹簧的伸长量Δx;

0

(2)t=0时,每个线圈所受到安培力F的大小;

(3)在0~t1时间内,每个线圈产生的焦耳热Q;

(4)在t~t时间内,弹簧弹力冲量I的大小.

12弹

【技法点拨】

1.此题情境新颖,需要学生理解题设,挖掘信息,攫取条件,构建模型.

2.此类问题指向也比较简单,就是需要学生从模型中抽取出常见的电磁感应基本题设,从能

量、电荷量、力与运动角度分析此类问题.

利用题设信息运用创造性思维解决问题

例2如图所示是简化的某种旋转磁极式发电机原理图.转子是中心在O点的条

形磁铁,条形磁铁的长为2a,质量为m,横截面积为S,磁体两极的磁感应强度大小

为B;定子看成匝数n不同的两小线圈A、B,匝数nn,二者轴线在同一平面内

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且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,线圈

的长度远小于a,截面积小于S.线圈B通过单刀双掷开关K与两粗糙平行金属导

轨相连,金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,处于垂直于导轨平面的匀强磁场

中,磁感应强度的大小为B,导轨间距为L,质量为M、电阻为r的金属棒PQ放置

2

在导轨上,金属棒与导轨间的摩擦因数为μ(μtanθ).现用外力让条形磁铁绕O点

在该平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,两线圈输出正弦式交变电流.已知图示

位置穿过线圈A的磁通量为穿过条形磁铁N极磁通量的k倍(k1),条形磁铁以角

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速度ω匀速转动时,其动能E=maω,不计线圈、金属导轨的电阻及自感,忽略

k6

两线圈和磁场间的相互影响.

(1)以图示位置为t=0,写出A线圈中电流瞬时值的表达式;

(2)双掷开关K接1,条形磁铁匀速转动1圈,求A、B线圈所连电阻R产生的总焦

耳热;

(3)双掷开关K接2,要使PQ始终静止在导轨上,求ω应满足的条件;

2π

(4)双掷开关