2012屆高考物理命題法拉第電磁感應定律專項復習題

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備戰(zhàn)2012屆高考物理一輪復習揭秘系列講義:揭秘35 法拉第電磁感應定律(人教版)

高頻考點:法拉第電磁感應定律、右手定則
動態(tài)發(fā)布:2011廣東理綜卷第15題、2010新標理綜第21題、2010全國理綜17題、2010東理綜第21題、2011浙江理綜第23題
命題規(guī)律:法拉第電磁感應定律、右手定則是高考考查的重點和熱點,考查法拉第電磁感應定律、右手定則可能為選擇題,也可能為計算題,計算題常常以壓軸題出現(xiàn),綜合性強、難度大、分值高、區(qū)分度大。
命題分析
考查方式一 定性考查法拉第電磁感應定律
【命題分析】:法拉第電磁感應定律:感應電動勢大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。定性考查法拉第電磁感應定律難度不大。
例1.(2011廣東理綜卷第15題)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流,下列表述正確的是
A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關
B.穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大
C.穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大
D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同
【解析】:由法拉第電磁感應定律可知,感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)有關,穿過線圈的磁通量變化率越大,感應電動勢越大,穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大,選項C正確AB錯誤;由楞次定律可知,感應電流產(chǎn)生的磁場方向總是障礙引起感應電流的磁通量變化,可能與原磁場方向相同或相反,選項D錯誤。
【答案】:C
【點評】此題綜合考查法拉第電磁感應定律和楞次定律及其相關知識。
考查方式二 考查法拉第電磁感應定律E= BLv和右手定則
【命題分析】:對于導體垂直切割磁感線,E= BLv , 式中L為有效切割長度,v為導體相對于磁場的速度。對于導體切割磁感線類問題,一般采用右手定則判斷感應電動勢和感應電流方向。考查E= BLv和右手定則的試題難度中等。

例2.(2010新標理綜第21題)如圖所示,兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置,相對的端面之間有一縫隙,鐵芯上繞導線并與電連接,在縫隙中形成一勻強磁場.。一銅質細直棒ab水平置于縫隙中,且與圓柱軸線等高、垂直。.讓銅棒從靜止開始自由下落,銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為E1,下落距離為0.8R時電動勢大小為E2,忽略渦流損耗和邊緣效應.關于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性,下列判斷正確的是
A、E1> E2,a端為正 B、E1> E2,b端為正
C、E1 <E2,a端為正 D、E1 <E2,b端為正

【命題分析】:法拉第電磁感應定律:感應電動勢大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比,即E= 。注意E= 一般用計算Δt內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢的平均值。
對于處于變化磁場中的電路,產(chǎn)生的感應電動勢E= =nS .,式中S為回路面積。
電磁感應現(xiàn)象中通過導體截面的電量q=IΔt=ΔФ/R, 式中R為回路的總電阻?疾榉ɡ陔姶鸥袘稍囶}難度中等。

例4.(2010東理綜第21題)如圖所示,空間存在兩個磁場,磁感應強度大小均為B,方向相反且垂直紙面,N、PQ為其邊界,OO’為其對稱軸。一導線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右移動,當運動到關于OO’對稱的位置時
A.穿過回路的磁通量為零
B.回路中感應電動勢大小為2Blv0
C.回路中感應電流的方向為順時針方向
D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
【解析】:當回路運動到關于OO’對稱的位置時,穿過回路兩個相反方向的磁場面積相等,穿過回路的磁通量為零,選項A正確;ab、cd兩個邊均切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,由右手定則可判斷出,兩個邊產(chǎn)生的感應電動勢的方向均為逆時針方向,所以回路中感應電動勢大小為2Blv0,選項B正確;回路中感應電流的方向為逆時針方向,選項C錯誤;根據(jù)左手定則可判斷出回路中ab、cd兩個邊所受安培力的方向相同,選項D正確。
【答案】ABD
【點評】此題考查磁通量、法拉第電磁感應定律、右手定則、安培力、左手定則等電磁學的知識點,意在考查考生理解和綜合運用知識的能力;

例5.(2011浙江理綜第23題)如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2、寬為d=1的金屬“U”型軌導,在“U”型導軌右側l=0.5范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻,質量為=0.1kg的導體棒以v0=1/s的初速度從導軌的左端開始向右運動,導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,導軌與導體棒單位長度的電阻均為λ=0.1Ω/,不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10/s2)。

(1)通過計算分析4s內(nèi)導體棒的運動情況;
(2)計算4s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向;
(3)計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。
【解析】.(1)導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動,有-μg=a,vt= v0+at , x= v0t+ at2
代入數(shù)據(jù)解得t=1s,x=0.5,導體棒沒有進入磁場區(qū)域。
導體棒在1s末已停止運動,以后一直保持靜止,離左端位置仍為x=0.5。
(2)前2s磁通量不變,回路電動勢和電流分別為E=0,I=0。
后2s回路產(chǎn)生的電動勢為E= =ld =0.1V。
回路的總長度為5,因此回路的總電阻為R=5λ=0.5Ω,
電流為I=E/R=0.2A。根據(jù)楞次定律,在回路中的電流方向是順時針方向。
(3)前2s電流為零,后2s有恒定電流,焦耳熱為Q=I2Rt=0.04J。
【點評】此題綜合考查牛頓運動定律、直線運動規(guī)律、法拉第電磁感應定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律等相關知識點。




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