（备战2017）高考物理 考前30天冲刺押题系列 11 电磁感应及其应用

（备战2017）高考物理 考前30天冲刺押题系列 11 电磁感应及其应用内容摘要：

1、【备战 2013】高考物理 考前 30 天冲刺押题系列 磁感应及其应用【高考地位】1、关于表达式 此公式在应用时容易漏掉匝数 n，实际上 n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势 E 与、 、 、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况 E=21E=E=决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。 3、公式 E= E=记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。 【突破策略】1、 、 、 t同 v、v、 t一样都是容易混淆的物理量，如果理不清它们之间 2、的关系，求解感应电动势就会受到影响，要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。 磁通量 磁通量变化量 磁通量变化率 t物理意义磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量大小计算 为与 B 垂直的面积12， 或 始和转过 1800时平面都 既不表示磁通量的大小，则不能直接用 应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，=2 不是零也不表示变化的多少，在 t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题导体切 3、割磁感线产生的感应电动势 E=用此公式时 B、l、v 三个量必须是两两相互垂直，若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算，生硬地套用公式会导致错误。 有的注意到三者之间的关系，发现不垂直后，在不明白 角含义的情况下用 E=解，这也是不可取的。 处理这类问题，最好画图找 B、l、v 三个量的关系，如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量，然后将有效分量代入公式 E=解。 此公式也可计算平均感应电动势，只要将 v 代入平均速度即可。 导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动，计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同，应用平均速度（即中点位置的线速度）来计算，所以 21矩形线圈 4、在匀强磁场中，绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=算，何时用 E=算，最容易记混。 其实这两个公式的区别是计时起点不同，记住两个特殊位置是关键。 当线圈转至中性面（即线圈平面与磁场垂直的位置）时 E=0，当线圈转至垂直中性面的位置（即线圈平面与磁场平行）时 E=这样，线圈从中性面开始计时感应电动势按 E=律变化，线圈从垂直中性面的位置开始计时感应电动势按E=律变化。 并且用这两个公式可以求某时刻线圈的磁通量变化率 /t，不少同学没有这种意识。 推导这两个公式时，如果能根据三维空间的立体图准确画出二维空间的平面图，问题就会迎刃而解。 另外， 求的是整个闭合回路的平均感应电动势，t0 的极 5、限值才等于瞬时感应电动势。 当 均匀变化时，平均感应电动势等于瞬时感应电动势。 但三种特殊情况中的公式通常用来求感应电动势的瞬时值。 【典例分析】例 1： 关于感应电动势，下列说法正确的是（ ）A穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势就越大穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大C穿过回路的磁通量变化率越大，回路中的感应电动势就越大D单位时间内穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大【总结】感应电动势的有无由磁通量变化量 决定， 0 是回路中存在感应电动势的前提，感应电动势的大小由磁通量变化率 路中的感应电动势越大，与 、 无关。 例 2：一个面积 S=410数 N=100 6、的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度 B 随时间变化规律为B /t=2T/s ，则穿过线圈的磁通量变化率 t为 Wb/s，线圈中产生的感应电动势 E= V。 【总结】计算磁通量 =通量变化量= 2、磁通量变化率/t 时不用考虑匝数 N，但在求感应电动势时必须考虑匝数 N，即 E=N/t。 同样，求安培力时也要考虑匝数 N，即 F=为通电导线越多，它们在磁场中所受安培力就越大，所以安培力也与匝数 3：如图 7示，两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，B 的方向垂直导轨平面。 两导轨间距为 L，左端接一电阻 R，其余电阻不计。 长为 2L 的导体棒 图所示 7、放置， 开始时 与导轨垂直，在 绕 a 点紧贴导轨滑倒的过程中，通过电阻 R 的电荷量是。 【总结】用 E=N/t 求的是平均感应电动势，由平均感应电动势求闭合回路的平均电流。 而电路中通过的电荷量等于平均电流与时间的乘积，即 ，注意这个式子在不同情况下的应用。 例 4：如图 7示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度 整个过程中，棒的取向不变，不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是（ ）A越来越大 B越来越小C保持不变 D无法判断图 7【总结】应用感应电动势的计算公式 E=，一定要注意 B、l、v 必须两两垂直，若不垂直要取两两垂直的有效分量进行计算 8、。 例 5：如图 7示，长为 L 的金属棒 b 端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动，磁感应强度为 B，求 端的电势差。 【解析】解法一：E=/2解法二：E=n/t= BS/t= = 2案：/2【总结】若用 E= E，则必须先求出平均切割速率；若用 E=n/t 求 E，则必须先求出金属棒 t 时间扫过的扇形面积，从而求出磁通量的变化率。 例 6：如图 7示，矩形线圈 有 n 匝，总电阻为 R，部分置于有理想边界的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁感应强度大小为 B。 让线圈从图示位置开始以 为轴匀速转动，角速度为。 若线圈 长为 L1，长为 磁场外部分为 2线圈从图示位置转过 530时的感应电 9、动势的大小为。 线圈从图示位置转过 1800的过程中，线圈中的平均感应电流为。 若磁场没有边界，线圈从图示位置转过 450时的感应电动势的大小为 ，磁通量的变化率为。 【总结】本题考查了三个知识点：感应电动势的产生由 决定，=0 则感应电动势等于零；磁通量的变化量的求法，开始和转过 1800时平面都与磁场垂直，=2 不是零；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动产生感应电动势的表达式及此过程中任一时刻磁通量的变化率的求法。 例 7：一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，如图 7所示。 设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直纸面向外的磁感应强度方向为负。 线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方 10、向的感应电流为负。 已知圆形线圈中感应电流 i 随时间变化的图象如图 7所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是（ ）【总结】本题考查了从图象上获取信息的能力，在回路面积一定的情况下，Bt 图象的斜率反映感应电动势的大小，B 大小或方向的改变决定回路中感应电动势的方向。 若给出的是 t 图象，。 例 8：如图 7示，金属导轨间距为 d，左端接一电阻 R，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面，一根长金属棒与导轨成 角放置，金属棒与导轨电阻不计。 当金属棒沿垂直于棒的方向，以恒定速度 v 在金属导轨上滑行时，通过电阻的电流强度为 ；电阻 R 上的发热功率为 ；拉力 11、的机械功率为。 【总结】本题是法拉第电磁感应定律与闭合回路欧姆定律、焦耳定律及力学中功率相结合的题目，涉及到能量转化的问题，扎实的基础知识是解题的关键。 例 9：如图 7示，两根足够长的直金属导轨 Q 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L。 M、P 两点间接有电阻值为 R 的电阻，一根质量为 m 的均匀直金属杆 在两导轨上，并与导轨垂直。 整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。 导轨和金属杆的电阻可忽略。 让 沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。 求：在加速下滑过程中，当 的速度大小为 v 时杆中的电流及杆的加速度大小；在下滑过程中，可以 12、达到的速度最大值。 【审题】求在加速下滑过程中 的加速度首先要明确 的受力情况，从 b 向 a 看 的图 7【总结】本题是法拉第电磁感应定律与闭合回路欧姆定律、牛顿第二定律相结合的题目，解这类题目正确受力分析和运动过程分析是关键。 例 10：如图 7所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 L=阻R=一导体杆静止放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度 B=匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力 F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力 F 与时间 t 的关系如图 7所示，求杆的质量 m 和加速度 【专家预测】1某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 0宽 100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为 2m/)A. 河北岸的电势较高B. 河南岸的电势较高C. 电压表记录的电压为 9电压表记录的电压为 5如图 2 所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面，Q 为其边界，其对称轴一导线折成边长为 l 的正方形闭合回路 路在纸面内以恒定速度右运动，当运动到关于 O。