2012届高三物理总复习 9.1电磁感应现象 法拉第电磁感应定律

用心 爱心 专心1 第一节第一节 电磁感应现象电磁感应现象 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 一 单项选择题 1 2010 年高考广东理综卷 如图所示 平行导轨间有一矩形的匀强磁 场区域 细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M N 的过程中 下列 棒上感应电动势E随时间t变化的图示中 可能正确的是 解析 选 A 金属棒在到达匀强磁场之前 闭合电路的磁通量为零 不产生感应电动势 金 属棒在磁场中运动时 匀速切割磁感线 并且切割的有效长度也不变 由公式E Blv知此 段时间内感应电动势为定值 金属棒离开磁场后 闭合回路的磁通量变为零 无感应电动 势产生 选项 A 正确 2 2011 年安徽六校联考 下图中甲 丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图象 关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是 A 图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B 图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C 图丙中回路在 0 t1时间内产生的感应电动势小于在t1 t2时间内产生的感应电动势 D 图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大 解析 选 D 磁通量 随时间t变化的图象中 斜率表示感应电动势 所以图甲中不产生 感应电动势 图乙中产生恒定的感应电动势 图丙中 0 t1时间内的感应电动势大于 t1 t2时间内的感应电动势 图丁中感应电动势先变小再变大 3 2011 年漳州模拟 如图所示 让线圈由位置 1 通过一个匀强磁场的区域运动到位置 2 下述说法中正确的是 A 线圈进入匀强磁场区域的过程中 线圈中有感应电流 而且进入时的速度越大 感应电 流越大 B 整个线圈在匀强磁场中匀速运动时 线圈中有感应电流 而且感应电流是恒定的 C 整个线圈在匀强磁场中加速运动时 线圈中有感应电流 而且感应电流越来越大 D 线圈穿出匀强磁场区域的过程中 线圈中有感应电流 而且感应电流越来越大 解析 选 A 线圈在匀强磁场中不管匀速运动还是加速运动 磁通量都不变化 无感应电流 B C 错误 线圈进入磁场时 由E Blv知 v越大 电动势E越大 感应电流就越大 A 正确 线圈穿出磁场时 由于不知道线圈如何运动 因此无法确定感应电流的变化情况 D 项错误 4 如图所示 在竖直向下的匀强磁场中 将一个水平放置的金属棒ab以 水平初速度v0抛出 设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力 则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 用心 爱心 专心2 A 越来越大 B 越来越小 C 保持不变 D 无法确定 解析 选 C 金属棒做平抛运动 水平方向的分速度为v0 保持不变 由公式E Blv0知感 应电动势在整个运动过程中保持不变 C 正确 5 2010 年高考大纲全国卷 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 大小为 4 5 10 5 T 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸 河宽 100 m 该河段涨潮和落潮 时有海水 视为导体 流过 设落潮时 海水自西向东流 流速为 2 m s 下列说法正确的是 A 河东岸的电势较高 B 河南岸的电势较高 C 电压表记录的电压为 9 mV D 电压表记录的电压为 5 mV 解析 选 C 由右手定则可知河北岸电势较高 选项 A B 错误 由 E BLv 4 5 10 5 100 2 9 10 3 V 9 mV 可知 C 选项正确 D 选项错误 6 2010 年高考山东理综卷改编 如图所示 空间存在两个磁场 磁感应强度大小均为B 方向相反且垂直纸面 MN PQ为其边界 OO 为其对称轴 一导线折成边长为l的正方形 闭合回路abcd 回路在纸面内以恒定速度v0向右运动 当运动到关于OO 对称的位置时 以下说法错误的是 A 穿过回路的磁通量为零 B 回路中感应电动势大小为 2Blv0 C 回路中感应电流的方向为顺时针方向 D 回路中ab边与cd边所受安培力方向相同 解析 选 C 穿过闭合回路的磁通量 0 故选项 A 正确 回路中的感应电动势为ab cd 两边产生电动势之和 为E Blabv0 Blcdv0 2Blv0 故选项 B 正确 由右手定则可知感应 电流的方向为逆时针方向 故选项 C 错误 由左手定则可知ab边与cd边所受的安培力方 向均向左 故选项 D 正确 7 2010 年高考全国卷 如图所示 空间某区域中有一匀强磁场 磁感应 强度方向水平 且垂直于纸面向里 磁场上边界b和下边界d水平 在竖直 面内有一矩形金属线圈 线圈上下边的距离很短 下边水平 线圈从水平面 a开始下落 已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a b之间的距 离 若线圈下边刚通过水平面b c 位于磁场中 和d时 线圈所受到的磁 场力的大小分别为Fb Fc和Fd 则 A Fd Fc Fb B Fc FdFb Fd D Fc Fb Fd 解析 选 D 由于线圈上下边的距离很近 线圈完全在磁场中运动的距离近似等于磁场高度 由在磁场中不受安培力作用下运动距离大于ab间距 可知线圈到达d时的速度大于刚进磁 场 即经过b点 时的速度 由F 可知线圈在d点受磁场力最大 在经过c处时不受 B2L2v R 用心 爱心 专心3 磁场力 本题只有选项 D 正确 8 如图所示 先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场 区域 v2 2v1 在先后两种情况下 A 线圈中的感应电流之比I1 I2 2 1 B 作用在线圈上的外力大小之比F1 F2 1 2 C 线圈中产生的焦耳热之比Q1 Q2 1 4 D 通过线圈某一截面的电荷量之比q1 q2 1 2 解析 选 B 由感应电动势E Blv知 E1 E2 1 2 电阻相同 所以I1 I2 1 2 因线圈匀速运动 F外 F安 BIl 所以F1 F2 1 2 线圈中产生的焦耳热Q I2Rt I2R 所以产生的焦耳热之比Q1 Q2 1 2 通过线圈某一截面的电荷量q t 两次 l vI R 情况下磁通量的变化相同 所以电荷量之比q1 q2 1 1 选项 B 正确 9 如图所示 均匀金属圆环总电阻为 2R 磁感应强度为B的匀强磁场垂 直穿过圆环 金属杆OM长为l 电阻为 M端与环紧密接触 金属杆OM R 2 绕过圆心的转轴O以恒定的角速度 转动 当电阻为R的一段导线的一 端和环连接 另一端与金属杆的转轴O相连接时 下列结论中错误的是 A 通过导线R电流的最大值为 Bl2 3R B 通过导线R电流的最小值为 Bl2 5R C OM中产生的感应电动势恒为 Bl2 2 D 导线中通过的电流恒为 Bl2 2R 解析 选 D 求解本题的关键是找OM与圆环接触点的位置 要求回路中通过的电流的大小 需要画等效电路图求其回路中的电流 当金属杆绕O点匀速转动时 由E Bl2 知 C 1 2 正确 电流的大小 决定于M与滑环的连接点 当M与下方最低点连接时 回路中电阻最 小 其阻值为R小 R 根据I 可得 Imax A 正确 当M与圆环 3 2 E R r Bl2 2 3 2R Bl2 3R 顶端相接触时 回路电阻最大 其阻值为R大 R R 所以Imin B 正确 3R 2 5 2 Bl2 5R 10 2011 年安徽十校联考 如图甲所示 光滑平行金属导轨 MN PQ所在平面与水平面成 角 M P两端接一阻值为R的 定值电阻 阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置 其他部分电阻 不计 整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中 磁场方向垂直导轨平面向上 t 0 时 对金属棒施一平行于导轨的外力F 金属棒由静止开始沿导轨向上运动 通过R的感应电 流随时间t变化的关系如图乙所示 下列关于穿过回路abPMa的磁通量 和磁通量的瞬时 变化率以及a b两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中 t 正确的是 用心 爱心 专心4 解析 选 C 设导轨间距为L 通过R的电流I 因通过R的电流I随时间均 E R r BLv R r 匀增大 即金属棒ab的速度v随时间t均匀增大 金属棒ab的加速度a为恒量 故金属 棒ab做匀加速运动 磁通量 0 BS 0 BL at2 0 t2 A 错误 1 2 BLat2 2 BLat t B 错误 因Uab IR 且I t 所以Uab t C 正确 t BL1 2at2 t 1 2 t q t t q t2 D 错误 I t R r R r BLat2 2 R r 二 计算题 11 2011 年福建省质检 如图所示为利用高频交变电流焊接金属工件的原 理示意图 图中A是高频交流线圈 C是工件 a是工件上的待焊接缝 当 线圈A中通人高频电流时 会产生一个交变磁场 假设焊接时 工件C内 磁场分布均匀 方向垂直于C所在平面 该磁场在C中产生的感应电动势可视为变化率为 k的均匀变化磁场所产生的电动势 已知C所围面积为S 焊接时a处的电阻为R 工件其 余部分电阻为r 求 1 焊接时工件中产生的感应电动势E 2 焊接时接缝处产生的热功率P 解析 根据法拉第电磁感应定律E 知 t 焊接时工件中产生的感应电动势 E S kS B t 2 根据闭合电路欧姆定律 焊接时工件中的电流I E R r kS R r 焊接时接缝处产生的热功率 P I2R 2R kS R r 答案 见解析 12 如图所示 磁感应强度B 0 2 T 的匀强磁场中有一折成 30 角的 金属导轨aOb 导轨平面垂直磁场方向 一条直导线MN垂直Ob方向放 置在导轨上并接触良好 当MN以v 4 m s 从导轨O点开始向右平动 时 若所有导线单