高三物理总复习91电磁感应现象法拉第电磁感应定律

1、第一节电磁感应现象法拉第电磁感应定律一、单项选择题ABCD（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MNb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.（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

2、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 0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2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0t1时间内的感应电动势大于 t1t2时间内的感应电动势，图丁中感应电动势先变小再变大.（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

3、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， TOC o 1-5 h z 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.如图所示，在竖直向下的

4、匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以2水平初速度V。抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，苕率则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将（）“下，A.越来越大C.保持不变解析：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= BIV0知感应电动势在整个运动过程中保持不变，C正确.（2010年高考大纲全国卷I）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为100 m该河段涨潮和落潮时4.5X10-5一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽有海水（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.B.C.D.河东岸的电势较

5、高河南岸的电势较高电压表记录的电压为 9mV电压表记录的电压为 5mV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 X10 5X100X2 = 9X10 3 V= 9 mV可知，C选项正确，D选项错误.B,（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（）N QA.B.C.D.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

6、直穿过回路的磁通量为零回路中感应电动势大小为2BlV0回路中感应电流的方向为顺时针方向回路中ab边与cd边所受安培力方向相同ab、cd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.（2010 年高考全国卷n ）如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应=1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

7、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. FdFcFbB. FcFdFbFdD. FcFbFd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bVv_场（即经过b点）时的速度，由F=一丁可知线圈在d点受磁场力最大，在经过 c处时不受磁R场力，本题只有选项 D正确. TOC o 1-5 h z 8.如图所示，先后以速度vi和V2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区B域，V2=2vi,

8、在先后两种情况下（）A.线圈中的感应电流之比Ii ： 12 = 2： 1工XB.作用在线圈上的外力大小之比Fi ： F2=1 ： 2丈C.线圈中产生的焦耳热之比Q ： Q=1 ： 4x X * xjD.通过线圈某一截面的电荷量之比qi : q2= 1 ： 2解析：选B.由感应电动势 E= Blv知，Ei ： E= i ： 2,电阻相同，所以Ii ： I2=i ： 2.因线圈匀速运动，尸外=尸安=811 ,所以Fi ： F2=i ： 2,线圈中产生的焦耳热 Q= 1宜=12电所以产生的焦耳热之比 Q ： Q= i ： 2,通过线圈某一截面的电荷量q= Tt =普，两次情R况下磁通量的变化相同，所

9、以电荷量之比qi ： q2= i ： i,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 R直穿过圆环.金属杆 OMK为l ,电阻为2 M端与环紧密接触，金属杆 OM 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Bl二3RB.通过导线R电流的最小值为C. OW产生的感应电动势恒为Bl%5RBl%2D.导线中通过的电流恒为Bl,2R解析：选D.求解本题的关键是找 0MhT圆环接触点的位置.要求回路中通过的电流的大小，i 2需要回等效电路图求其回

10、路中的电流.当金属杆绕O点匀速转动时，由 E= 2Bl2co,知C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=次根据I =由可得,M与圆环顶端相接, Bl2o Bl)I max= D , A 正确. TOC o 1-5 h z 33R2X-R2触时，回路电阻最大，其阻值为R大=R+等=5R,所以Imin=B詈，B正确.2 25R（20ii年安徽十校联考）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN : uPQ所在平面与水平面成 。角，M P两端接一阻值为 R的定值电 耗专注厂阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计. 整 甲乙个装置处在

11、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勺磁通量和磁通量的瞬时变化率以A t及a、b两端的电势差 Ub和通过金属棒的电荷量 q随时间t变化的图象中，正确的是（）解析：选C.设导轨间距为L,通过R的电流I=REr=R*，因通过R的电流I随时间均匀增大，即金属棒ab做匀加速运动.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 2一一 一1.2 BLat . 2-，A 磁通重 =0+ BS=0+ BLx 2at =

12、0+ 21,0ct , A 错庆； 4 tbl2at2 it = BLat,A玄8t, B错误；因Ub=IR,且 |8t,所以 Ub8t, C 正确;q= I A tAa!r+72At A BLatqoct2, D错误.二、计算题(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 TOC o 1-5 h z 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= 斗知At焊接时工件中产生的感应电动势-S= kS. At(2)根据闭合电路欧姆定律焊接时工件中的电流U出:悬 焊接时接缝处产生的热功率P= I 2r= (kS) 2r r+ r答案：见解析 TOC o 1-5 h z 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 k -金属导轨aOb,导轨平面垂直磁场方向，一条直导线MNB直Ob方向放置在导轨上并接触良好，当MNA v=4 m/s从导轨O点开始向右