高考物理專題：法拉第電磁感應(yīng)定律綜合運(yùn)用

1、精選文檔高考物理專題：法拉第電磁感應(yīng)定律綜合運(yùn)用一、基礎(chǔ)知識(shí)1、當(dāng)長L的導(dǎo)線，以速度，在勻強(qiáng)磁場B中，垂直切割磁感線，其兩端間感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為2、，該式普遍適用于求平均感應(yīng)電動(dòng)勢，只與線圈匝數(shù)和磁通量的變化率有關(guān)3、當(dāng)長為L的導(dǎo)線，以其一端為軸，在垂直勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其兩端感應(yīng)電動(dòng)勢為。4、面積為S的紙圈，共匝，在勻強(qiáng)磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)坳，其轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，則當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)，線圈兩端有最大有感應(yīng)電動(dòng)勢2、 基本類型 題型1、法拉第電磁定律與電學(xué)的結(jié)合把切割磁感應(yīng)線的導(dǎo)體棒當(dāng)作是電源，結(jié)合串并聯(lián)的規(guī)律求解。練1：固定在勻強(qiáng)磁場中的正方形導(dǎo)線框abc

2、d各邊長為L，其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可以忽略的銅線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一段與ab完全相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上(如圖l所示），以恒定的速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑過L/3的距離時(shí)，通過aP段電阻絲的電流強(qiáng)度是多大？方向？練2：如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長0.5m，其電阻為r，與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4T，現(xiàn)使ab以10ms的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng). (1)ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢多大? (2)a

3、b中電流的方向如何? (3)若定值電阻R,導(dǎo)體棒的電阻r 則電路中的電流多大?（力電）MNB題型2：法拉第電磁定律與力學(xué)的結(jié)合練1：質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止在水平導(dǎo)軌上，通過MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如圖所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力。練2：如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率， 為負(fù)的常量。用電阻率為、橫截面積為的硬導(dǎo)線做成一邊長為的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中。求（1）導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??；（2）磁場對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化。練3：如圖13-2-5所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌

4、面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感強(qiáng)度B與時(shí)間的關(guān)系為比例系數(shù)T/s一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，在時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在時(shí)金屬桿所受的安培力。圖13-2-5題型3：法拉第電磁定律與能量相結(jié)合練1、如圖，電阻r=0.1的導(dǎo)體棒ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，線框中接有電阻R0.4。線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，導(dǎo)體ab的長度L0.4m，運(yùn)動(dòng)速度v5.0m/s

5、。線框的電阻不計(jì)。求：（1）導(dǎo)體ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為多少（2）導(dǎo)體ab所受的安培力的大?。?）外力做功的功率（4）1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量練2：如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L, 一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；（3）流經(jīng)電流表電流的最大值練3：如圖18（a）所示，一個(gè)電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形

6、金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。練4：如圖1所示，U形導(dǎo)體框架寬L=1m，與水平面成=30°角傾斜放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，垂直框面向上在框架上垂直框邊放有一根質(zhì)量m=0.2kg、有效電阻R=0.1的導(dǎo)體棒ab，從靜止起沿框架無摩擦下滑，設(shè)框架電阻不計(jì)，框邊有

7、足夠長，取g=10m/s2，求（1）ab棒下滑的最大速度vm；（2）在最大速度時(shí)，ab棒上釋放的電功率。練5、如圖甲所示， 光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=0.40。導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。（1）試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大小；（2）求第2s

8、末外力F的瞬時(shí)功率；（3）如果水平外力從靜止開始拉動(dòng)桿2s所做的功W=0.35J，求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。甲乙aMbQNFRP電壓傳感器接電腦t/sU/V0 0.5 1.0 1.5 2.00.10.2課后作業(yè)圖13-2-31、如圖13-2-3，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中，ab是一段長為l、電阻為R的均勻?qū)Ь€，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長度為。磁場的磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有一段長度為、電阻為的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時(shí)緊靠ac，然后沿ab方向以恒定速度向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過的距離為時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？

9、2、如圖13-2-11所示，形導(dǎo)線框水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T的勻強(qiáng)磁場中磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,導(dǎo)線MN和PQ足夠長,間距為0.5m,橫跨在導(dǎo)線框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r=1.0,接在NQ間的電阻R=4.0,電壓表為理想電表,其余電阻不計(jì).若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度v=2.0m/s向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線框間的摩擦.圖13-2-11(1) 通過電阻的電流方向如何?(2) 電壓表的示數(shù)為多少? (3) 若某一時(shí)刻撤去水平外力,則從該時(shí)刻起,在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過程中,通過導(dǎo)體棒的電荷量為多少? 3、豎直放置的平行金屬板M、N相距d=0.2m，板間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B。電阻為r=1的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動(dòng)變阻器的總阻值為R=4，滑片P的位置位于變阻器的中點(diǎn)。有一個(gè)質(zhì)量為m=1.0×10kg