2020年高考物理一轮复习热点题型专题24法拉第电磁感应定律的理解及应用.doc免费

PAGE 1 2020年高考物理一轮复习热点题型专题24 法拉第电磁感应定律的理解及应用 题型一　对法拉第电磁感应定律的理解及应用 题型二　导体切割磁感线产生感应电动势 类型1　平动切割磁感线 类型2　转动切割磁感线 题型三　自感现象 题型四　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 题型一　对法拉第电磁感应定律的理解及应用 1.求解感应电动势的常见情况 情景图 研究对象 回路(不一定闭合) 一段直导线(或等效成直导线) 绕一端垂直磁场转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴匀速转动的导线框 表达式 E＝neq \f(ΔΦ,Δt) E＝BLvsin θ E＝eq \f(1,2)BL2ω E＝NBSωsin ωt(从中性面位置开始计时) 2.应用注意点 公式E＝neq \f(ΔΦ,Δt)的应用，ΔΦ与B、S相关，可能是eq \f(ΔΦ,Δt)＝Beq \f(ΔS,Δt)，也可能是eq \f(ΔΦ,Δt)＝Seq \f(ΔB,Δt)，当B＝kt时，eq \f(ΔΦ,Δt)＝kS. 【例题1】（2019·新课标全国Ⅰ卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁 场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线 做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示。 磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内 A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 【答案】BC 【解析】AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误。故本题选BC。 【例题2】(多选)(2018·全国卷Ⅲ·20)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流正方向.导线框R中的感应电动势(　　) A.在t＝eq \f(T,4)时为零 B.在t＝eq \f(T,2)时改变方向 C.在t＝eq \f(T,2)时最大，且沿顺时针方向 D.在t＝T时最大，且沿顺时针方向 【答案】　AC 【解析】　在t＝eq \f(T,4)时，i－t图线斜率为0，即磁场变化率为0，由E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)S知，E＝0，A项正确；在t＝eq \f(T,2)和t＝T时，i－t图线斜率的绝对值最大，在t＝eq \f(T,2)和t＝T时感应电动势最大.在eq \f(T,4)到eq \f(T,2)之间，电流由Q向P减弱，导线在R处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，R产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即R中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在eq \f(T,2)到eq \f(3T,4)之间，R中电动势也为顺时针方向，在eq \f(3,4)T到T之间，R中电动势为逆时针方向，C项正确，B、D项错误. 【例题3】(多选)(2019·山东省泰安市质检)如图甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0时刻起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是(　　) A.eq \f(1,2)t0时刻，R中电流方向为由a到b B.eq \f(3,2)t0时刻，R中电流方向为由a到b C.0～t0时间内R的电流小于t0～2t0时间内R的电流 D.0～t0时间内R的电流大于t0～2t0时间内R的电流 【答案】　AC 【解析】　由楞次定律可知0～t0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t0～2t0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A正确，B错误；根据法拉第电磁感应定律：E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔB,Δt)S，可知0～t0时间内感应电动势大小是t0～2t0时间内的eq \f(1,2)，感应电流为I＝eq \f(E,R)，所以0～t0时间内R的电流是t0～2t0时间内R的电流的eq \f(1,2)，故C正确，D错误. 【例题4】轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图4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关系如图乙所示.(g＝10 m/s2) (1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针； (2)求线圈的电功率； (3)求在t＝4 s时轻质细线的拉力大小. 【答案】　(1)逆时针