2019-2020年高考物理母题解读（十）电磁感应母题2法拉第电磁感应定律.doc

2019-2020年高考物理母题解读（十）电磁感应母题2法拉第电磁感应定律高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题2、法拉第电磁感应定律【解法归纳】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=。注意E=一般用来计算t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=nS.，式中S为回路面积。电磁感应现象中通过导体截面的电量q=It=/R, 式中R为回路的总电阻。典例：（xx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随时间的变化率的大小应为A. B. C. D. 【针对训练题精选解析】1.(xx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2（xx年2月天水一中检测）如图所示，半径为 r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始运动一周后的磁感应强度为B1，则此时电子的速度大小为 v0A B 2.答案：AB解析：由法拉第电磁感应定律，环形管道内产生的感应电动势E=kr2，电子运动一周，感应电场力对电子做功eE，由动能定理，eE=mv2-mv02，联立解得电子的速度大小为v=，选项B正确D错误；电子在磁感应强度为B1的匀强磁场中运动，evB1= mv2/r，解得v=，选项A正确C错误。5（xx广东物理第18题）如图4（a）所示，一个电阻值为R ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图4（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻不计。求0至t1时间内:（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。通过电阻R1上的电量q= I1 t1=。通过电阻R1上产生的热量Q= I12 R1 t1= 。 6（xx安徽理综卷第20题）如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，O、O 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边O bc O 绕O O 逆时针90到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是A B C D 07（xx朝阳二模）如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0一t0时间内电容器( ）A上极板带正电，所带电荷量为B上极板带正电，所带电荷量为C上极板带负电，所带电荷量为D上极板带负电，所带电荷量为8（xx年5月海淀二模）某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈中放置一个小线圈，大线圈与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈的电流i1的周期为T，且按图乙所示的规律变化，电流i1将在大线圈的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1（其中k为常数）。小线圈与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈中感应电流i2随时间t变化的图象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象） （ ）9（xx昌平二模）（18分）轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1。边长为L2正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从t=0开始经t0时间细线开始松驰，取g=10ms2。求： 在04s内，穿过线圈abcd磁通量的变化及线圈中产生的感应电动势E； 在前4s时间内线圈abcd的电功率；Lat/s1 40B/T246B(甲)2 3 bcd(乙) 求t0的值。解析： 解得：=0.16Wb 由法拉第电磁感应定律得： 解得：E =0.4V10（xx广东物理第17题）如图13所示，一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d，板长为l，t=0时，磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为-q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间，该液滴可视为质点。要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件？要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度B与时间t应满足什么关系？Bd12图13解析：（1）由题意可知：板1为正极，板2为负极 两板间的电压U 而：Sr2 带电液滴受的电场力：FqE= 故：Fmgmgmaa=g 讨论：（2）BB0Kt当液滴从两板中点射出进，满足条件一的情况，则用替代式中的d 即 11（xx全国理综卷第24题) 如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率， 为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求：（1） 导线中感应电流的大小；（2） 磁场对方框作用力的大小随时间的变化