本章小结 排查易错易混 易错点1 电磁感应现象中电势高低判断的错误 1.(2023·江苏卷,8)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆心,棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为O、A、C,则( A ) A.O>C B.C>A C.O=A D.O-A=A-C 解析:由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线,根据右手定则可知O>A,其中导体棒AC段不在磁场中,不切割磁感线,则C=A,A正确,B、C错误;根据以上分析可知O-A>0,A-C=0,则O-A>A-C,D错误。 【易错点拨】 1.产生感应电动势的那部分电路或导体相当于电源。 2.若电路是不闭合的,则先假设有电流通过,然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向。 3.电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势),外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低。此题中AC段不在磁场中切割磁感线,因此电势相等。 4.此题中旋转切割(以一端为轴)的电动势E=Bl2ω,但l为导体棒在磁场中的长度,而不是导体棒的实际长度。 易错点2 对E=n公式中物理量理解不到 位产生的错误 2.(2022·全国乙卷,24)如图,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为l=0.40 m 的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ=5.0×10-3 Ω/m;在t=0到 t=3.0 s内,磁感应强度大小随时间 t的变化关系为B(t)=0.3-0.1t(SI)。求: (1)t=2.0 s时金属框所受安培力的大小; (2)在t=0到t=2.0 s时间内金属框产生的焦耳热。 解析:(1)安培力F=BIL, t=2.0 s时, B=(0.3-0.1t) T=0.1 T, 又I=,R=4lλ, E==S=·, L为等效长度,大小等于正方形对角线的长度 L=l, 解得F= N。 (2)0～2.0 s内金属框产生的焦耳热 Q=I2Rt, 解得Q=1.6×10-2 J。 答案:(1) N (2)1.6×10-2 J 【易错点拨】 1.利用公式E=nS求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积。 2.本题中求解安培力时金属框处于磁场中的有效长度为正方形框的对角线长度。 易错点3 对涡流理解不到位导致的错误 3.(2023·全国乙卷,17)一学生小组在探究电磁感应现象时,进行了如下比较实验。用图甲所示的缠绕方式,将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上,漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置,将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放,在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图乙和图丙所示,分析可知( A ) A.图丙是用玻璃管获得的图像 B.在铝管中下落,小磁体做匀变速运动 C.在玻璃管中下落,小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 解析:强磁体在铝管中运动,铝管会形成涡流,强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态,脉冲电流的峰值一样,磁通量的变化率相同,做匀速直线运动,B错误;玻璃是绝缘体,故强磁体在玻璃管中运动,玻璃管不会形成涡流,玻璃管中的强磁体则一直做加速运动,故由图像可知题图丙的脉冲电流峰值不断增大,说明强磁体的速度在增大,与玻璃管中磁体的运动情况相符,A正确;在玻璃管中下落,玻璃管为绝缘体,线圈的脉冲电流峰值增大,电流不断在变化,故小磁体受到的电磁阻力在不断变化,C错误;强磁体分别从管的上端由静止释放,在铝管中,磁体在线圈间做匀速运动,玻璃管中磁体在线圈间做加速运动,故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长,D错误。 【易错点拨】 1.涡流在导体中产生,不会在绝缘体中产生。 2.此题由于对强磁体在铝管中先加速后匀速,在玻璃管中一直加速不理解造成错误。 易错点4 对电磁感应现象中能量转化情况、 动量守恒的条件把握不准导致的错误 4.(2023·辽宁卷,10)( ... ...
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