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

高頻考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則
動(dòng)態(tài)發(fā)布：2011廣東理綜卷第15題、2010新標(biāo)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(yīng)定律、右手定則是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則可能為選擇題，也可能為計(jì)算題，計(jì)算題常常以壓軸題出現(xiàn)，綜合性強(qiáng)、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(yīng)定律
【命題分析】：法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yīng)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(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是
A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)
B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同
【解析】：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān)，穿過線圈的磁通量變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，選項(xiàng)C正確AB錯(cuò)誤；由楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向總是障礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化，可能與原磁場(chǎng)方向相同或相反，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【答案】：C
【點(diǎn)評(píng)】此題綜合考查法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律及其相關(guān)知識(shí)。
考查方式二 考查法拉第電磁感應(yīng)定律E= BLv和右手定則
【命題分析】：對(duì)于導(dǎo)體垂直切割磁感線，E= BLv ， 式中L為有效切割長(zhǎng)度，v為導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)的速度。對(duì)于導(dǎo)體切割磁感線類問題，一般采用右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)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(biāo)理綜第21題）如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng).。一銅質(zhì)細(xì)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(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為E1，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為E2，忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng).關(guān)于E1、E2的大小和銅棒離開磁場(chǎng)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(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jì)算Δt內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。
對(duì)于處于變化磁場(chǎng)中的電路，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E= =nS .，式中S為回路面積。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體截面的電量q=IΔt=ΔФ/R, 式中R為回路的總電阻�？疾榉ɡ�第電磁感應(yīng)定律試題難度中等。

例4．（2010東理綜第21題）如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(duì)稱軸。一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)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(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO’對(duì)稱的位置時(shí)
A．穿過回路的磁通量為零
B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0
C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
【解析】：當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO’對(duì)稱的位置時(shí)，穿過回路兩個(gè)相反方向的磁場(chǎng)面積相等，穿過回路的磁通量為零，選項(xiàng)A正確；ab、cd兩個(gè)邊均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可判斷出，兩個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向均為逆時(shí)針方向，所以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0，選項(xiàng)B正確；回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可判斷出回路中ab、cd兩個(gè)邊所受安培力的方向相同，選項(xiàng)D正確。
【答案】ABD
【點(diǎn)評(píng)】此題考查磁通量、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、安培力、左手定則等電磁學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生理解和綜合運(yùn)用知識(shí)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(zhǎng)為L(zhǎng)=2、寬為d=1的金屬“U”型軌導(dǎo)，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為λ=0.1Ω/，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響（取g=10/s2）。

（1）通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；
（2）計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；
（3）計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。
【解析】.（1）導(dǎo)體棒先在無磁場(chǎng)區(qū)域做勻減速運(yùn)動(dòng)，有-μg=a，vt= v0+at ， x= v0t+ at2
代入數(shù)據(jù)解得t=1s，x=0.5，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。
導(dǎo)體棒在1s末已停止運(yùn)動(dòng)，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(dòng)勢(shì)和電流分別為E=0，I=0。
后2s回路產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E= =ld =0.1V。
回路的總長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)評(píng)】此題綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

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