高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)千題第十章電磁感應(yīng)專題1010磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題

專題10.10磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題一．選擇題1．(2017·南昌模擬)如下圖，虛線框內(nèi)存在平均變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值之比為1∶2∶3，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感覺(jué)電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感覺(jué)電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，閉合回路中感覺(jué)電流為( )A．0B．4IC．6ID．7I【參照答案】D2．(2017·合肥二模)如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n＝100的圓形導(dǎo)體線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω。在線圈中存在面積乙所示。有一個(gè)正確的選項(xiàng)是( )

2＝0.32磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖m的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)地區(qū)，SR＝2Ω的電阻，將其兩頭a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連結(jié)，b端接地，則以下說(shuō)法A．圓形線圈中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝6VB．在0～4s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)電阻R的電荷量q＝8CC．設(shè)b端電勢(shì)為零，則a端的電勢(shì)φa＝3VD．在0～4s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱＝18JQ【參照答案】D3.(2016·北京卷)如下圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間平均增大.兩圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb,不考慮兩圓環(huán)間的互相影響.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A.Ea∶Eb=4∶1,感覺(jué)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼.Ea∶Eb=4∶1,感覺(jué)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽.Ea∶Eb=2∶1,感覺(jué)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾.Ea∶Eb=2∶1,感覺(jué)電流均沿順時(shí)針?lè)较颉緟⒄沾鸢浮緽【名師分析】由法拉第電磁感覺(jué)定律可知E=n,則E=nπR2.因?yàn)镽a∶Rb=2∶1,則Ea∶Eb=4∶1.由楞次定律和安培定章能夠判斷產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?選項(xiàng)B正確.(2016·陜西西安高三模擬)如下圖，質(zhì)量為m的金屬環(huán)用線懸掛起來(lái)，金屬環(huán)有一半處于水平且與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從某時(shí)刻開(kāi)始，磁感覺(jué)強(qiáng)度平均減小，則在磁感覺(jué)強(qiáng)度平均減小的過(guò)程中，對(duì)于線拉力的大小以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A.大于環(huán)重力mg，并漸漸減小B.一直等于環(huán)重力mgC.小于環(huán)重力mg，并保持恒定D.大于環(huán)重力mg，并保持恒定【參照答案】A5.（安徽省銅陵市第一中學(xué)2016屆高三5月教課質(zhì)量檢測(cè)理科綜合試題）如圖甲，電阻率、橫截面積為S的導(dǎo)線繞成的半徑為R圓形導(dǎo)線框，以直徑為界，左邊存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向以向外為正，磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙，則0t0時(shí)間內(nèi)（）A、導(dǎo)線框擁有縮短且向左運(yùn)動(dòng)的趨向B、導(dǎo)線框中感覺(jué)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C、導(dǎo)線框中感覺(jué)電流大小為B0RSt0D、經(jīng)過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量為B0RS2【參照答案】BC考點(diǎn)：法拉第電磁感覺(jué)定律；閉合電路的歐姆定律【名師點(diǎn)睛】由楞次定律可判斷出電流的方向；由法拉第電磁感覺(jué)定律可求得電動(dòng)勢(shì)；由電阻定律能夠求出圓環(huán)的電阻；由歐姆定律求出電流；依據(jù)公式qIt求電量。（福建省漳州市2016屆高三畢業(yè)班高考模擬（一）理科綜合試題）如下圖，豎直圓滑導(dǎo)軌上端接入必定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)地區(qū)，其地區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，地區(qū)C1中磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間按B1=b+kt（k>0）變化，C2中磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過(guò)地區(qū)C2的圓心C2垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，并恰能保持靜止。（軌道電阻不計(jì)，重力加快度大小為g。）則A．經(jīng)過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腁到BB．經(jīng)過(guò)金屬桿的電流大小為

mg2B2aC．定值電阻的阻值為R2kB2a3mgkamgD．整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率P2B2【參照答案】BD【名師分析】地區(qū)C1中磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度隨時(shí)間按B1bkt（k＞0）變化，可知磁感強(qiáng)度平均增大，穿過(guò)整個(gè)回路的磁通量增大，由楞次定律剖析知，經(jīng)過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到A，故A錯(cuò)誤；對(duì)金屬桿，依據(jù)平衡方程得：mgB2I2a，解得：Img，故B正確；由法拉第電磁感覺(jué)定律，則有：回路中產(chǎn)生的感覺(jué)2B2a電動(dòng)勢(shì)EB1a2ka2E，又Img2kB2a3t；且閉合電路歐姆定律有：I，解得：Rr．故tRr2B2amgC錯(cuò)誤；整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率PEIkamg，故D正確。2B2考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)；電磁感覺(jué)中的能量轉(zhuǎn)變【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感覺(jué)與力學(xué)知識(shí)的綜合，掌握法拉第電磁感覺(jué)定律、閉合電路歐姆定律和均衡條件的應(yīng)用，要注意產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的有效面積等于C1圓面積，不是整個(gè)矩形面積。（西藏日喀則地域第一高級(jí)中學(xué)2016屆高三下學(xué)期模擬考試（二）理科綜合·物理試題）如下圖，線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間平均增大；等離子氣流（由高溫高壓的等電量的正、負(fù)離子構(gòu)成）由左方連續(xù)不停的以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線a、b互相吸引，由此可判斷P1和P2兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向?yàn)锳、垂直紙面向外B、垂直紙面向里C、水平向左D、水平向右【參照答案】B考點(diǎn)：考察了楞次定律【名師點(diǎn)睛】依據(jù)楞次定律判斷出流經(jīng)導(dǎo)線a的電流方向，而后依據(jù)流經(jīng)導(dǎo)線的電流同向時(shí)互相吸引，反向時(shí)互相排擠判斷導(dǎo)線b的電流的方向向下．等離子流經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，正離子向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向下偏轉(zhuǎn)，所以將在b中形成向下的電流，由左手定章判斷磁場(chǎng)的方向8．(2016吉林長(zhǎng)春市二模)由法拉第電磁感覺(jué)定律可知，若穿過(guò)某截面的磁通量為msint，則產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為emcost。如下圖，豎直面內(nèi)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框ACD（由金飾電阻絲制成）端點(diǎn)A、D固定。在以水平線段AD為直徑的半圓形地區(qū)內(nèi)，有磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。設(shè)導(dǎo)線框的電阻恒為r，圓的半徑為，用兩種方式使導(dǎo)線框上產(chǎn)生感覺(jué)電流。方式一：將導(dǎo)線上的CR點(diǎn)以恒定角速度ω（相對(duì)圓心O）從A點(diǎn)沿圓弧挪動(dòng)至D點(diǎn)；方式二：以AD為軸，保持∠ADC=45°，將導(dǎo)1線框以恒定的角速度ω2轉(zhuǎn)90°。則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是3BR2A．方式一中，在C從A點(diǎn)沿圓弧挪動(dòng)到圖中∠ADC=30°地點(diǎn)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線截面的電量為2rB．方式一中，在C沿圓弧挪動(dòng)到圓心O的正上方時(shí)，導(dǎo)線框中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大C．若兩種方式電阻絲上產(chǎn)生的熱量相等，則D．若兩種方式電阻絲上產(chǎn)生的熱量相等，則

1212

1214【參照答案】AC【命題企圖】本題考察了電磁感覺(jué)、法拉第電磁感覺(jué)定律、焦耳熱、電量及其有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。第一種方式穿過(guò)回路的磁通量Φ1BR2sin1t，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為e11BR2cos1t；第二種方式穿過(guò)回路的磁通量Φ2BR2cos2t，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為e22BR2sin2t，則兩種方式所產(chǎn)生的正弦溝通電動(dòng)勢(shì)的有效值之比為E11，時(shí)間知足1t12，Q1E12t1Q2E22t2Q1Q2E222t21rr1，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。29．(2016福建質(zhì)檢)如圖，線圈abcd固定于散布平均的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面。當(dāng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化時(shí)，該磁場(chǎng)對(duì)ab邊的安培力大小恒定。以下描繪B隨t變化的圖象中，可能正確的選項(xiàng)是【參照答案】B【命題企圖】本題考察了電磁感覺(jué)、安培力、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感覺(jué)定律等知識(shí)點(diǎn)?！疽族e(cuò)點(diǎn)撥】解答本題常有錯(cuò)誤是：把題述磁場(chǎng)對(duì)ab邊的安培力大小恒定，誤以為等同于電流恒定，進(jìn)而誤選A或B。二．計(jì)算題1.（2016武漢5月模擬考試）如圖甲所示，在半徑為R的圓柱形地區(qū)內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，根據(jù)依據(jù)麥克斯韋電磁理論，當(dāng)磁場(chǎng)平均增添時(shí)，會(huì)在空間激發(fā)恒定的感生電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時(shí)針?lè)较虻凝R心圓，圓心與磁場(chǎng)地區(qū)的中心

O重合。在半徑為

r的圓周上，感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小到處相等，而且能夠用

E=

計(jì)算，式中

ε為因?yàn)榇艌?chǎng)平均變化而在半徑為

r的圓周上產(chǎn)生的感2r生電動(dòng)勢(shì)。如圖乙所示，在圖甲的磁場(chǎng)地區(qū)內(nèi)，在圓滑水平支撐面上擱置一半徑為環(huán)，圓心和磁場(chǎng)地區(qū)的中心O重合。細(xì)圓環(huán)的質(zhì)量為m，電荷量為

r（r<R）的由絕緣資料制成的細(xì)圓+q（q>0），且質(zhì)量和電荷量都平均散布。在時(shí)間t0內(nèi)磁感覺(jué)強(qiáng)度由0平均增大到

B0，今后保持

B0不變。（假定圓環(huán)的電荷量保持不變，忽視圓環(huán)上電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)激發(fā)的磁場(chǎng)和相對(duì)論效應(yīng)）（1）求時(shí)間t0內(nèi)圓環(huán)所在地點(diǎn)感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；（2）磁場(chǎng)加強(qiáng)時(shí)圓環(huán)開(kāi)始繞圓心O無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，求圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度大小；(3)當(dāng)圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，試判斷圓環(huán)上的電荷遇到的洛倫茲力的方向，并求圓環(huán)中張力（或擠壓力）的大小。（2）圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的切線加快度大?。篴=qE/m，t0時(shí)刻圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大?。簐=at，當(dāng)磁感覺(jué)強(qiáng)度保持B0不變時(shí)，電場(chǎng)力為零，圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度大小：ω=v/r。聯(lián)立解得：ω=qB0。2m（3）由左手定章，圓環(huán)上的電荷遇到的洛倫茲力的方向指向圓心。在圓環(huán)上取一小段圓環(huán)，設(shè)其對(duì)應(yīng)的圓心角為2θ，則有這一小段圓環(huán)帶電荷量△q=2q，這一小段圓環(huán)質(zhì)量△m=2m，22設(shè)圓環(huán)中張力大小為F，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律：2Fsinθ+(△)B0ωr=(△q)ω2r，q因?yàn)棣群苄inθ=θ22聯(lián)立解得：F=-qB0r。8mq2B02r。負(fù)號(hào)表示方向與所設(shè)方向相反，即圓環(huán)中的擠壓力大小為8m2.如圖甲所示，一個(gè)阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R連結(jié)成閉合回路。金屬線圈1的半徑為r，在線圈中半徑為r的圓形地區(qū)內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t12變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。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)：經(jīng)過(guò)電阻R1的電流大小和方向；(2)經(jīng)過(guò)電阻R1的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。2nπB0r22224nπB0r22t12nπB0r2t1【答案】(1)Rt方向從b到a(2)9230300RtRt【名師分析】(1)穿過(guò)閉合線圈的磁場(chǎng)的面積為＝π22Sr由題圖乙可知，磁感覺(jué)強(qiáng)度B的變化率的大小為B＝B0t0t10．(2016·全國(guó)丙卷

)如圖，兩條相距

l

的圓滑平行金屬導(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的地區(qū)，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的平均磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1＝kt，式中k為常量；在金屬棒右邊還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)地區(qū)，地區(qū)左界限MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻恰巧以速度v0超出MN，今后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌一直互相垂直并接觸優(yōu)秀，它們的電阻均忽視不計(jì)。求：在t＝0到t＝t0時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻的電荷量的絕對(duì)值；在時(shí)刻t(t＞t0)穿過(guò)回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小?！敬鸢浮?1)kt0S(2)00(t－0)＋kSt(00＋)B0lRBlvtBlvkSR【分析】(1)在金屬棒超出MN以前，t時(shí)刻穿過(guò)回路的磁通量為Φ＝ktS①設(shè)在從t時(shí)刻到t＋t的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為Φ，流過(guò)電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感覺(jué)定律有ε＝Φ②tε由歐姆定律有i＝R③由