高考物理考點:法拉第電磁感應定律專項複習題

2021-01-08 新東方網

　　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　　

動態發布

：2011廣東理綜卷第15題、2010新課標理綜第21題、2010全國理綜17題、2010山東理綜第21題、2011浙江理綜第23題　　

命題規律

：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，綜合性強、難度大、分值高、區分度大。　　

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)將閉合多匝線圈置於僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關於線圈中產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】：對於導體垂直切割磁感線，E= BLv ， 式中L為有效切割長度，v為導體相對於磁場的速度。對於導體切割磁感線類問題，一般採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新課標理綜第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，鐵芯上繞導線並與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場.。一銅質細直棒ab水平置於縫隙中，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.關於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= 一般用來計算Δt內產生感應電動勢的平均值。

　　對於處於變化磁場中的電路，產生的感應電動勢E= =nS .，式中S為迴路面積。

　　電磁感應現象中通過導體截面的電量q=IΔt=ΔФ/R, 式中R為迴路的總電阻。考查法拉第電磁感應定律試題難度中等。

　　例4．（2010山東理綜第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，MN、PQ為其邊界，OO』為其對稱軸。一導線折成邊長為l的正方形閉合迴路abcd，迴路在紙面內以恆定速度v0向右移動，當運動到關於OO』對稱的位置時

　　A．穿過迴路的磁通量為零

　　B．迴路中感應電動勢大小為2Blv0

　　C．迴路中感應電流的方向為順時針方向

　　D．迴路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同

　　【解析】：當迴路運動到關於OO』對稱的位置時，穿過迴路兩個相反方向的磁場面積相等，穿過迴路的磁通量為零，選項A正確；ab、cd兩個邊均切割磁感線產生感應電動勢，由右手定則可判斷出，兩個邊產生的感應電動勢的方向均為逆時針方向，所以迴路中感應電動勢大小為2Blv0，選項B正確；迴路中感應電流的方向為逆時針方向，選項C錯誤；根據左手定則可判斷出迴路中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=2m、寬為d=1m的金屬「U」型軌導，在「U」型導軌右側l=0.5m範圍內存在垂直紙面向裡的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。在t=0時刻，質量為m=0.1kg的導體棒以v0=1m/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為μ=0.1，導軌與導體棒單位長度的電阻均為λ=0.1Ω/m，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=10m/s2）。

　　（1）通過計算分析4s內導體棒的運動情況；

　　（2）計算4s內迴路中電流的大小，並判斷電流方向；

　　（3）計算4s內迴路產生的焦耳熱。

　　【解析】.（1）導體棒先在無磁場區域做勻減速運動，有-μmg=ma，vt= v0+at ， x= v0t+ at2

　　代入數據解得t=1s，x=0.5m，導體棒沒有進入磁場區域。

　　導體棒在1s末已停止運動，以後一直保持靜止，離左端位置仍為x=0.5m。

　　（2）前2s磁通量不變，迴路電動勢和電流分別為E=0，I=0。

　　後2s迴路產生的電動勢為E=  =ld =0.1V。

　　迴路的總長度為5m，因此迴路的總電阻為R=5λ=0.5Ω，

　　電流為I=E/R=0.2A。根據楞次定律，在迴路中的電流方向是順時針方向。

　　（3）前2s電流為零，後2s有恆定電流，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。


　　 

　　

（實習編輯：郝夢恬）

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