高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點千題第十章電磁感應(yīng)專題1010磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢問題

專題10.10磁場變化產(chǎn)生的感覺電動勢問題一．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磁場，三個電阻R1、R2、R3的阻值之比為1∶2∶3，導(dǎo)線的電阻不計。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，閉合回路中感覺電流為I；當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時，閉合回路中感覺電流為5I；當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時，閉合回路中感覺電流為( )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。有一個正確的選項是( )

2＝0.32磁感覺強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖m的垂直線圈平面向外的勻強磁場地區(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，則以下說法A．圓形線圈中產(chǎn)生的感覺電動勢E＝6VB．在0～4s時間內(nèi)經(jīng)過電阻R的電荷量q＝8CC．設(shè)b端電勢為零，則a端的電勢φa＝3VD．在0～4s時間內(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,勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感覺強度B隨時間平均增大.兩圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感覺電動勢分別為Ea和Eb,不考慮兩圓環(huán)間的互相影響.以下說法中正確的選項是( )A.Ea∶Eb=4∶1,感覺電流均沿逆時針方向B.Ea∶Eb=4∶1,感覺電流均沿順時針方向C.Ea∶Eb=2∶1,感覺電流均沿逆時針方向D.Ea∶Eb=2∶1,感覺電流均沿順時針方向【參照答案】B【名師分析】由法拉第電磁感覺定律可知E=n,則E=nπR2.因為Ra∶Rb=2∶1,則Ea∶Eb=4∶1.由楞次定律和安培定章能夠判斷產(chǎn)生順時針方向的電流.選項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，金屬環(huán)有一半處于水平且與環(huán)面垂直的勻強磁場中，從某時刻開始，磁感覺強度平均減小，則在磁感覺強度平均減小的過程中，對于線拉力的大小以下說法中正確的選項是( )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磁場，方向以向外為正，磁感覺強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙，則0t0時間內(nèi)（）A、導(dǎo)線框擁有縮短且向左運動的趨向B、導(dǎo)線框中感覺電流方向為順時針C、導(dǎo)線框中感覺電流大小為B0RSt0D、經(jīng)過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為B0RS2【參照答案】BC考點：法拉第電磁感覺定律；閉合電路的歐姆定律【名師點睛】由楞次定律可判斷出電流的方向；由法拉第電磁感覺定律可求得電動勢；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的兩圓形磁場地區(qū)，其地區(qū)內(nèi)的磁場方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，地區(qū)C1中磁場的磁感強度隨時間按B1=b+kt（k>0）變化，C2中磁場的磁感強度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長度為L的金屬桿AB穿過地區(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，重力加快度大小為g。）則A．經(jīng)過金屬桿的電流方向為從A到BB．經(jīng)過金屬桿的電流大小為

mg2B2aC．定值電阻的阻值為R2kB2a3mgkamgD．整個電路中產(chǎn)生的熱功率P2B2【參照答案】BD【名師分析】地區(qū)C1中磁場的磁感強度隨時間按B1bkt（k＞0）變化，可知磁感強度平均增大，穿過整個回路的磁通量增大，由楞次定律剖析知，經(jīng)過金屬桿的電流方向為從B到A，故A錯誤；對金屬桿，依據(jù)平衡方程得：mgB2I2a，解得：Img，故B正確；由法拉第電磁感覺定律，則有：回路中產(chǎn)生的感覺2B2a電動勢EB1a2ka2E，又Img2kB2a3t；且閉合電路歐姆定律有：I，解得：Rr．故tRr2B2amgC錯誤；整個電路中產(chǎn)生的熱功率PEIkamg，故D正確。2B2考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感覺電動勢；電磁感覺中的能量轉(zhuǎn)變【名師點睛】本題是電磁感覺與力學(xué)知識的綜合，掌握法拉第電磁感覺定律、閉合電路歐姆定律和均衡條件的應(yīng)用，要注意產(chǎn)生感覺電動勢的有效面積等于C1圓面積，不是整個矩形面積。（西藏日喀則地域第一高級中學(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，磁感覺強度B隨時間平均增大；等離子氣流（由高溫高壓的等電量的正、負離子構(gòu)成）由左方連續(xù)不停的以速度v0射入P1和P2兩極板間的勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線a、b互相吸引，由此可判斷P1和P2兩極板間的勻強磁場方向為A、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：考察了楞次定律【名師點睛】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)線的電流同向時互相吸引，反向時互相排擠判斷導(dǎo)線b的電流的方向向下．等離子流經(jīng)過勻強磁場時，正離子向上偏轉(zhuǎn)，負離子向下偏轉(zhuǎn)，所以將在b中形成向下的電流，由左手定章判斷磁場的方向8．(2016吉林長春市二模)由法拉第電磁感覺定律可知，若穿過某截面的磁通量為msint，則產(chǎn)生的感覺電動勢為emcost。如下圖，豎直面內(nèi)有一個閉合導(dǎo)線框ACD（由金飾電阻絲制成）端點A、D固定。在以水平線段AD為直徑的半圓形地區(qū)內(nèi)，有磁感覺強度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強磁場。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)生感覺電流。方式一：將導(dǎo)線上的CR點以恒定角速度ω（相對圓心O）從A點沿圓弧挪動至D點；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°。則以下說法正確的選項是3BR2A．方式一中，在C從A點沿圓弧挪動到圖中∠ADC=30°地點的過程中，經(jīng)過導(dǎo)線截面的電量為2rB．方式一中，在C沿圓弧挪動到圓心O的正上方時，導(dǎo)線框中的感覺電動勢最大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、法拉第電磁感覺定律、焦耳熱、電量及其有關(guān)的知識點。第一種方式穿過回路的磁通量Φ1BR2sin1t，所產(chǎn)生的電動勢為e11BR2cos1t；第二種方式穿過回路的磁通量Φ2BR2cos2t，所產(chǎn)生的電動勢為e22BR2sin2t，則兩種方式所產(chǎn)生的正弦溝通電動勢的有效值之比為E11，時間知足1t12，Q1E12t1Q2E22t2Q1Q2E222t21rr1，選項C正確D錯誤。29．(2016福建質(zhì)檢)如圖，線圈abcd固定于散布平均的磁場中，磁場方向垂直線圈平面。當(dāng)磁場的磁感覺強度B隨時間t變化時，該磁場對ab邊的安培力大小恒定。以下描繪B隨t變化的圖象中，可能正確的選項是【參照答案】B【命題企圖】本題考察了電磁感覺、安培力、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感覺定律等知識點?！疽族e點撥】解答本題常有錯誤是：把題述磁場對ab邊的安培力大小恒定，誤以為等同于電流恒定，進而誤選A或B。二．計算題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磁場，根據(jù)依據(jù)麥克斯韋電磁理論，當(dāng)磁場平均增添時，會在空間激發(fā)恒定的感生電場，其電場線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時針方向的齊心圓，圓心與磁場地區(qū)的中心

O重合。在半徑為

r的圓周上，感生電場的電場強度大小到處相等，而且能夠用

E=

計算，式中

ε為因為磁場平均變化而在半徑為

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

r（r<R）的由絕緣資料制成的細圓+q（q>0），且質(zhì)量和電荷量都平均散布。在時間t0內(nèi)磁感覺強度由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)上電荷運動時激發(fā)的磁場和相對論效應(yīng)）（1）求時間t0內(nèi)圓環(huán)所在地點感生電場的電場強度的大小E；（2）磁場加強時圓環(huán)開始繞圓心O無摩擦地轉(zhuǎn)動，求圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時的角速度大小；(3)當(dāng)圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時，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)動的切線加快度大?。篴=qE/m，t0時刻圓環(huán)轉(zhuǎn)動的線速度大?。簐=at，當(dāng)磁感覺強度保持B0不變時，電場力為零，圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動，角速度大?。害?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，由牛頓運動定律：2Fsinθ+(△)B0ωr=(△q)ω2r，q因為θ很小sinθ=θ22聯(lián)立解得：F=-qB0r。8mq2B02r。負號表示方向與所設(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磁場，磁感覺強度B隨時間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。求0至t1時間內(nèi)：經(jīng)過電阻R1的電流大小和方向；(2)經(jīng)過電阻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)穿過閉合線圈的磁場的面積為＝π22Sr由題圖乙可知，磁感覺強度B的變化率的大小為B＝B0t0t10．(2016·全國丙卷

)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，磁感覺強度大小B1隨時間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磁場地區(qū)，地區(qū)左界限MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感覺強度大小為B0，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t0時刻恰巧以速度v0超出MN，今后向右做勻速運動。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。求：在t＝0到t＝t0時間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；在時刻t(t＞t0)穿過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時刻穿過回路的磁通量為Φ＝ktS①設(shè)在從t時刻到t＋t的時間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為Φ，流過電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感覺定律有ε＝Φ②tε由歐姆定律有i＝R③由