2013高考物理_考点36_法拉第电磁感应定律

高考物理2009-2012年全国高考考题精选解析考点36法拉第电磁感应定律【考点知识方法解读】1.法拉第电磁感应定律：感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即E=nt。注意E=nt一般用来计算Δt内产生感应电动势的平均值。对于处于变化磁场中的电路，产生的感应电动势E=nt=nStB.，式中S为回路面积。2.对于导体垂直切割磁感线，E=BLv式中L为有效切割长度，v为导体相对于磁场的速度。3.电磁感应现象中通过导体截面的电量q=IΔt=ΔФ/R,式中R为回路的总电阻。对于导体切割磁感线类问题，一般采用右手定则判断感应电动势和感应电流方向。【最新三年高考物理精选解析】高频考点36法拉第电磁感应定律1.（2012·新课标理综）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度B随时间的变化率tB的大小应为A.04BB.02BC.0BD.20B2.【答案】：C【解析】：该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电动势E=12ωL2B0；磁感应强度大小随时间线性变化，产生与线框转动半周过程中同样大小的感应电动势E=tB12πL2。联立解得tB=0B，选项C正确。【考点定位】此题考查法拉第电磁感应定律及其相关知识。2．（2012·四川理综）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则A．θ=0时，杆产生的电动势为2BavB．θ=π/3时，杆产生的电动势为3BavC．θ=0时，杆受的安培力大小为203(2)RBavD．θ=π/3时，杆受的安培力大小为203(53)RBav3.(2011广东理综卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【点评】此题综合考查法拉第电磁感应定律和楞次定律及其相关知识。4．（2010新课标理综）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和边缘效应.关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A、E1E2，a端为正B、E1E2，b端为正C、E1E2，a端为正D、E1E2，b端为正【解析】：铜棒下落距离为0.2R时铜棒的有效切割长度为L1=22022R-.R=20.96R，速度v=202g.R=04.gR，根据E=BLv，产生的感应电动势E1=2RB0384.gR。铜棒下落距离为0.8R时铜棒的有效切割长度为L2=22082R-.R=20.36R，速度v=208g.R=16.gR，根据E=BLv，产生的感应电动势E2=2RB0576.gR。显然E1E2。由安培定则可判断出两圆柱形铁芯缝隙中磁场方向向左，由右手定则可判断出铜棒中感应电动势方向由a指向b，b端为正，选项D正确。【答案】D．【点评】此题考查安培定则、法拉第电磁感应定律、右手定则等。5．（2010山东理综）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向右移动，当运动到关于OO’对称的位置时A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2Blv0C．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【答案】ABD【点评】此题考查磁通量、法拉第电磁感应定律、右手定则、安培力、左手定则等电磁学的知识点，意在考查考生理解和综合运用知识的能力；6．（2010全国理综1）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10-5T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，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2m/s。下列说法正确的是A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．河南岸的电势较高D．河北岸的电势较高【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，E=BLv=4.5×10-5×100×2V=9×10-3V，选项A错误B正确。根据右手定则，感应电动势方向自南向北，即北岸是正极电势高，南岸电势低，选项C错误D正确.。【点评】此题考查法拉第电磁感应定律和右手定则。7．（2012·上海物理）正方形导体框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为____________；导体框中感应电流做功的功率为____________。【答案】：F/mRLk428.（2011浙江理综）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3）计算4s内回路产生的焦耳热。