1、高三物理第二輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)問題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】楞次定律的理解和應(yīng)用；感應(yīng)電流的圖象問題；電磁感應(yīng)過程中的動態(tài)分析問題；綜合應(yīng)用電路知識和能量觀點解決電磁感應(yīng)問題;問即定位a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。1. （2016北京理綜，16）如圖7所示，勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2： 1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。Ea： Eb = 4： 1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向Ea： Eb=4： 1,感應(yīng)電流均沿順時針方向Ea： Eb=2： 1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向Ea： Eb = 2： 1,感應(yīng)電流均沿順時針方向2.如圖11,兩根

2、相距L=1 m、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌足夠長，其一端接有一阻值 為R= 2 的電阻，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度為 B= 0.5 T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向里。一根 質(zhì)量m=0.2 kg、電阻r=0.5 的金屬棒置于導(dǎo)軌左端，并與導(dǎo)軌垂直放置。有兩種情況可以讓棒在導(dǎo) 軌上做勻變速直線運動：（1）給棒施加一個水平向右白隨時間變化的力F,可以讓棒從靜止開始向右以加速度a1=1 m/s2做勻加速運動；（2）將軌道左端的定值電阻換成一個隨時間變化的電阻R0,再給棒一個水平向右的初速度V0= 6 m/s,可以使棒向右以加速度a2=1 m/s2勻減速運動一段時間。則上述兩種情況所描述的

3、變力F和變化的電阻Ro滿足的方程是（）圖11F = 0.1t + 0.2(N) , Ro=71.25t(0F = 0.1t + 0.2(N) , Ro = 7+ 1.25t( Q)F = 0.125t+0.2(N) , Ro=7.51.25t( 0)F = 0.125t+0.2(N) , Ro=7.5 + 1.25t( Q)3.（多選）如圖9甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)n=20,總電阻R= 2.5 Q,邊長L= 0.3 m,處在兩個半徑均為 r=L/3的圓形勻強磁場區(qū)域中。線框頂點與右側(cè)磁場區(qū)域圓心重合，線框底邊中點與左側(cè)磁場區(qū)域圓心重合。磁感應(yīng)強度Bi垂直水平面向上，大小不

4、變；B2垂直水平面向下，大小隨時間變化，Bi、B2的值和變化規(guī)律如圖乙所示。則下列說法中正確的是（趣3）（）圖9A .通過線框中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向t=0時刻穿過線框的磁通量為0.1 WbC.在00.6 s內(nèi)通過線框中的電荷量為0.006 CD. 00.6 s時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量為0.06 J.楞次定律中阻礙”的表現(xiàn)（1）阻礙磁通量的變化（增反減同）.（2）阻礙物體間的相對運動（來拒去留）.（3）阻礙原電流的變化（自感現(xiàn)象）.感應(yīng)電動勢的計算A （1）法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n笈，常用于計算平均電動勢. _AB右B變，而S不變，則E = nS;一 、一 .、一AS若S變，而B不變，則E

5、 = nB .（2）導(dǎo)體棒垂直切割磁感線：E=Blv,主要用于求電動勢的瞬時值.（3）如圖1所示，導(dǎo)體棒Oa圍繞棒的一端 O在垂直磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動而切割磁感線，產(chǎn)生的 電動勢E=1b12w.圖1.感應(yīng)電荷量的計算回路中發(fā)生磁通量變化時，在At時間內(nèi)遷移的電荷量（感應(yīng)電荷量）為q=I k E - t n華n- .可 TOC o 1-5 h z RR AtR見，q僅由回路電阻 R和磁通量的變化量 A決定，與發(fā)生磁通量變化的時間At無關(guān).電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱當(dāng)電路中電流恒定時，可用焦耳定律計算;當(dāng)電路中電流變化時，則用功能關(guān)系或能量守恒定律計算.題型1楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)

6、用既1（多選）（2016全國甲卷20）法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖 1所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上， 兩 銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸 .圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場 B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過 電阻R的電流，下列說法正確的是 （）_, 1。B.Uca = * I2,Bl2D.q=2Rd,圓半徑為r,單匝線圈的電阻為 R, 外接電阻為R2,其他部分的電阻忽略不計.在圓中有垂直紙面向里的磁場， 磁感應(yīng)強度均勻增加， 有一個 帶電粒子靜止在極板之間，帶電粒子質(zhì)量為 m、電量為q.則下列說法正確的是（ ）一,1A.Uca=2Bw#2B d2C.q= 8R變式6如圖9所示，平行極板與單匝圓

7、線圈相連，極板距離為圖9的方向.如果在一個電路中切割磁感線的部分有多個并相互聯(lián)系，可等效成電源的串、并聯(lián).分析電路結(jié)構(gòu)：分析內(nèi)、外電路，以及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系，畫出等效電路圖.利用電路規(guī)律求解：應(yīng)用閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解3】均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd,邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m.將其置于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場上方 h處，如圖7所示線框由靜止開始自由下落， 線框平面保持在豎直平面內(nèi)， 且cd邊始終與水平的磁場邊界平行.重力加速度為g.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時，（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?。唬?）求cd兩點間的電勢差大??；（3）若此時線框

8、加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件.變式5 （多選）直角三角形金屬框 abc放置在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為 B,方向平行于ab邊向上.若金屬框繞ab邊向紙面外以角速度 勻速轉(zhuǎn)動90。（從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動），如圖8甲所示， c、a兩點的電勢差為 Uca,通過ab邊的電荷量為q.若金屬框繞bc邊向紙面內(nèi)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動90, 如圖乙所示，c、a兩點的電勢差為Uca；通過ab邊的電荷量為q已知bc、ab邊的長度都為l,金屬框的總電阻為R.下列判斷正確有是（）A.粒子帶正電 ABRi+ R2 mgdB.磁感應(yīng)強度的變化率為 -=$2ctr qR2C.保持開關(guān)閉合，向上移

9、動下極板時，粒子將向下運動D.斷開開關(guān)S,粒子將向下運動題型4綜合應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點分析電磁感應(yīng)問題圓弧的半徑為R0、S4】如圖10所示，兩根等高光滑的四分之一圓弧形軌道與一足夠長水平軌道相連,軌道間距為Li=l m,軌道電阻不計.水平軌道處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)弓雖度為 Bi=1 T,圓弧圖10變式7 (多選)如圖11所示，相距為d的兩條水平虛線Li、L2之間是方向水平向里的勻強磁場，磁感應(yīng) 強度為B,正方形線圈abcd邊長為L(LL2.忽略一切摩擦阻力，重力加速度為g=10 m/s2求:(1)輻射磁場在圓弧處磁感應(yīng)強度B2的大??；(2)從金屬線框開始下落到進(jìn)入磁場前，金屬棒a

10、上產(chǎn)生的焦耳熱 Q(3)若在線框完全進(jìn)入磁場時剪斷細(xì)線，線框在完全離開磁場B3時D過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1= 10.875 J,則磁場的高度 H為多少.圖11B.感應(yīng)電流所彳的功為 2mgdA.感應(yīng)電流所做的功為 mgdD.線圈的最小速度一定為 寸2g h+Ldc.線圈的最小速度一定為mgR變式8 (2016浙江理綜24)小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖12所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距1 =0.50 m,傾角0= 53,導(dǎo)軌上端串接一個R=0.05翦勺電阻.在導(dǎo)軌間長d = 0.56 m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2.0 T.質(zhì)量m=4.0 kg的金屬棒CD水平

11、置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連.CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s= 0.24 m.一位健身者用恒力F = 80 N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中 CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直.當(dāng)CD棒 到達(dá)磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2, sin 53 =0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量).求：CD棒進(jìn)入磁場時速度 v的大?。?2)CD棒進(jìn)入磁場時所受的安培力Fa的大?。粓D12(3)在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱 Q.如圖1所示，銅線圈水平固定在鐵架臺上，銅線圈的兩端連接在電流傳

12、感器上，傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，采集的數(shù)據(jù)可通過計算機處理，從而得到銅線圈中的電流隨時間變化的圖線.利用該裝置探究條形磁鐵從距銅線圈上端某一高度處由靜止釋放后，沿銅線圈軸線豎直向下穿過銅線圈的過程中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.兩次實驗中分別得到了如圖甲、乙所示的電流一時間圖線.條形磁鐵在豎直下落過程中始終保持直立姿態(tài)，且所受空氣阻力可忽略不計.則下列說法中正確的是（）圖1A.若兩次實驗條形磁鐵距銅線圈上端的高度不同，其他實驗條件均相同，則甲圖對應(yīng)實驗條形磁鐵距銅 線圈上端的高度大于乙圖對應(yīng)實驗條形磁鐵距銅線圈上端的高度B.若兩次實驗條形磁鐵的磁性強弱不同，其他實驗條件均相同，則甲圖對應(yīng)實驗條形磁鐵的磁

13、性比乙圖 對應(yīng)實驗條形磁鐵的磁性強C.甲圖對應(yīng)實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過程中損失的機械能小于乙圖對應(yīng)實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過 程中損失的機械能D.兩次實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過程中所受的磁場力都是先向上后向下.（多選）（2016全國丙卷21）如圖2, M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為 Om； N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框， 圓心為On；兩導(dǎo)線框在同一豎直面 （紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OmOn的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過Om和On TOC o 1-5 h z 的軸，以相同的周期 T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則（）圖2A.兩導(dǎo)線

14、框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t=；時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等.（多選）高頻焊接技術(shù)的原理如圖3（a）所示.線圈接入圖（b）所示的正弦式交流電（以電流順時針方向為正）,圈內(nèi)待焊接工件形成閉合回路.則（）接高頻電源圖3(b)A.圖（b）中電流有效值為IB.0ti時間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流變大C.0ti時間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流方向為逆時針D.圖（b）中T越大，工件溫度上升越快4.在豎直平面內(nèi)固定一根水平長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以如圖4所示方向的恒定電流.在其正上方（略靠后）由靜止釋放一個閉合圓形導(dǎo)線框.已知導(dǎo)線

15、框在下落過程中始終保持框平面沿豎直方向落到虛線位置的過程中（）.在框由實線位置下A.導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向依次為：順時針 B.導(dǎo)線框的磁通量為零時，感應(yīng)電流也為零 C.導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為：向上向下一向上D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱等于下落過程中框損失的重力勢能5.如圖5所示，用均勻?qū)Ь€做成邊長為0.2 m的正方形線框，線框的一半處于垂直線框向里的有界勻強磁場中.當(dāng)磁場以20 T/s的變化率增強時，a、b兩點間電勢差的大小為 U,則（）A.婀 帆 U = 0.2 VB.忡也 U = 0.2 VC.g2r,與斜面間的動摩擦因數(shù)尸0.5。從t=0時起，磁場的磁感應(yīng)強度按B=2=（T）的規(guī)律變化

16、。開始時線框靜止在斜面上，在線框運動前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2, sin 37 =0.6, cos 37 = 0.8。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻R;（2）線框保持不動的時間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q。圖13（2016全國卷n, 24）如圖5,水平面（紙面）內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為 m、長度 為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t=0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動，t0時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良

17、好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為機重力加速度大小為 g。求（1）金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大??；（2）電阻的阻值。圖5（2016全國卷m, 25）如圖6,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強度大小Bi隨時間t的變化關(guān)系為B1 = kt,式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界 MN （虛線）與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感應(yīng)強度大小為Bo,方向也垂直于紙面向里。某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在t

18、0時刻恰好以速度 vo越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電 阻均忽略不計。求：在t=0至ij t=to時間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；（2）在時刻t（tto）穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。w 金屬株、x x X x圖6強化提升.如圖1所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為 l = 1 m, c、d間，d、e間，c、f間分 別接著阻值 R= 10 的電阻。一阻值 R=10 的導(dǎo)體棒ab以速度v= 4 m/s勻速向左運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo) 軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強度大小B=0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法

19、中正確 TOC o 1-5 h z 的是（）圖1A.導(dǎo)體棒ab中電流的流向為由 b到aB. c、d兩端的電壓為 2 VC. d、e兩端的電壓為1 VD. f、e兩端的電壓為1 V2.邊長為a的正三角形金屬框架的左邊豎直且與磁場右邊界平行，該框架完全處于垂直框架平面向里的 勻強磁場中?，F(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場，如圖 2所示，則下列圖象與這一過程相符合的是（）o工ax I圖 2.4，1）3. （2016 浙江理綜，16）如圖3所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響

20、，則（）3. （2016浙江理綜，16）如圖3所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則（）3. （2016浙江理綜，16）如圖3所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣白導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的 相互影響，則（）3. （2016浙江理綜，16）如圖3所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣白導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且

21、磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的 相互影響，則（）XXXXXX x X XXXXXX圖3A .兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為 9 ： 1a、b線圈中感應(yīng)電流之比為 3 : 4a、b線圈中電功率之比為 3 ： 14.（多選）如圖4所示是法拉第制作的世界上第一臺發(fā)電機的模型原理圖。把一個半徑為r的銅盤放在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，使磁感線水平向右垂直穿過銅盤，銅盤安裝在水平的銅軸上，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸，G為靈敏電流表?，F(xiàn)使銅盤按照圖示方向以角速度3勻速轉(zhuǎn)動,則下列說法中正確的是 （）圖4A. C點電勢一定Wj于 D點電勢1_ 9

22、B.圓盤中廣生的感應(yīng)電動勢大小為2Bw r2C.電流表中的電流方向為由a到bD.若銅盤不轉(zhuǎn)動，使所加磁場磁感應(yīng)強度均勻增大，在銅盤中可以產(chǎn)生渦旋電流.（多選）如圖5所示，一邊長為l= 2a的正方形區(qū)域內(nèi)分布著方向豎直向下、 磁感應(yīng)強度大小為 B的勻強 磁場。一邊長為 a、電阻為R的正方形線框置于磁場左側(cè)，且線框右邊與磁場左邊界平行，距離為 a, 現(xiàn)給該正方形線框施加一水平向右的拉力，使其沿直線勻速向右運動，則以下關(guān)于線框受到的安培力、產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象正確的是（以水平向左的方向為安培力的正方向，以逆時針方向為電流的正方向）（）.（多選）如圖6甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為 r,

23、線框電阻為R,連接一交流電流表（內(nèi)阻不計）。 線框內(nèi)充滿勻強磁場，已知該磁場磁感應(yīng)強度 B隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示 （規(guī)定向下為 B的 正方向），則下列說法正確的是（）A.0.01 s時線框中感應(yīng)電流方向從上往下看為順時針方向0.015 s時電流表的示數(shù)為零,、，一，口，74 r4D. 00.02 s內(nèi)閉合導(dǎo)線框上廣生的熱量為R(2016四川理綜，7)如圖7所示，電阻不計、間距為 l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力 F的作用由靜止開始運動，外力 F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F0 +i,受到的安培力大小為 Fa,kv(F、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應(yīng)電流為圖7.如圖9所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距 通過導(dǎo)線與兩導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌之間存在著方向相反、高度均為 強磁場區(qū)域I、n ,勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為L= 1 m, 一理想電流表和 R= 10泄電阻 h=5 m的磁感應(yīng)強度分別為 Bi、B2的勻 m= 1 kg、有效電阻為 R= 10 的導(dǎo)體棒，從距磁場I下方邊界一定距離處，在 入磁場I的過程中電流表的示數(shù)恒為 體棒始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻。 (1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場I