高考物理命题潜规则揭秘系列 专题44 法拉第电磁感应定律 PDF版.pdf

1、高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 高考命题潜规则揭秘 44：法拉第电磁感应定律、右手定则 规则验证：2012 年新课标理综第 19 题、2012 年四川理综第 20 题、2011 广东理综卷第 15 题、2010 新课标理综第 21 题、2010 全国理综 17 题、2010 山东理综第 21 题、2011 浙江理综第 23 题 命题规律：法拉第电磁感应定律、右手定则是高考考查的重点和热点，考查法拉第电磁感应定律、右手定则可能为选择题，也可能为计算题，计算题常常以压轴题出现，综合性强、难度大、分值高、区分度大。典例 1.

2、（2012 年新课标理综第 19 题）如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 B0.。使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度 B 随时间的变化率tB的大小应为 A.04 B B.02 B C.0B D.20B 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 典例 2（2012 年四川理综

3、第 20 题）半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a的导体直杆，单位长度电阻均为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，杆的位置由 确定，如图所示。则 A=0 时，杆产生的电动势为 2Bav B=/3 时，杆产生的电动势为 3 Bav C=0 时，杆受的安培力大小为203(2)RB av D=/3 时，杆受的安培力大小为203(53)RB av 【考点定位】此题考查电磁感应及其相关知识。高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、

4、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 典例 3.(2011 广东理综卷第 15 题)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 典例 4（2010 新课标理综第 21 题）如图所示，两个端面半径同为 R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.。一铜质细直棒 ab 水平置于

5、缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 0.2R 时铜棒中电动势大小为 E1，下落距离为 0.8R 时电动势大小为 E2，忽略涡流损耗和边缘效应.关于 E1、E2 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 典例 5（2010 全国理综 17 题）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.5105T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽 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

6、/s。下列说法正确的是 A电压表记录的电压为 5mV B电压表记录的电压为 9mV C河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高 典例 6（2010 山东理综第 21 题）如图所示，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，MN、PQ 为其边界，OO为其对称轴。一导线折成边长为 l 的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定速度 v0 向右移动，当运动到关于 OO对称的位置时 A穿过回路的磁通量为零 B回路中感应电动势大小为 2Blv0 C回路中感应电流的方向为顺时针方向 D回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同【解析】：当回路运动到关于 OO对称的位置时，穿过回路两

7、个相反方向的磁场面积相等，穿过回路的磁通量为零，选项 A 正确；ab、cd 两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个边产生的感应电动势的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小为 2Blv0，高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 选项 B 正确；回路中感应电流的方向为逆时针方向，选项 C 错误；根据左手定则可判断出回路中 ab、cd 两个边所受安培力的方向相同，选项 D 正确。【答案】ABD 【点评】此题考查磁通量、法拉第电磁感应定律、右手定则、安培力、左手定则等电磁学的知识点，意在考查考生理解和综合运

8、用知识的能力；典例 7.（2011 浙江理综第 23 题）如图甲所示，在水平面上固定有长为 L=2m、宽为 d=1m 的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧 l=0.5m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在 t=0 时刻，质量为m=0.1kg 的导体棒以 v0=1m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取 g=10m/s2）。（1）通过计算分析 4s 内导体棒的运动情况；（2）计算 4s 内回路中电流的大小，并判断电流方向

9、；（3）计算 4s 内回路产生的焦耳热。高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 【2012 模拟题精选训练题】1（2012 年 2 月天水一中检测）如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设 t=0 时刻电子的初速度大小为 v0，方向顺时针，从此开始运动一周后的磁感应强度为 B1，

10、则此时电子的速度大小为 2、（2012 年 4 月上海崇明县二模）如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻的阻值之比 R1R2R3=123，电路中导线的电阻不计当S1、S2 闭合，S3 断开时，闭合回路中感应电流为 I；当 S2、S3 闭合，S1 断开时，闭合回路中感应电流为 5I；当 S1、S3 闭合，S2 断开时，闭合回路中感应电流为 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 （A）0 （B）3I （C）6 I （D）7 I 3.（2012 年 5 月山西省三模）如图所示，正方形线框的边长为 L，电容器的电容量为

11、C。正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中。当磁场以 k 的变化率均匀增强时，则 A电压表没有读数 B电压表的读数为 kL2/2 Ca 点的电势高于 b 点的电势 D电容器的电量为 CkL2/2 4（2012 朝阳二模）如图甲所示，电路的左侧是一个电容为 C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为 S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在 0 一 t0 时间内电容器 (）高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 A上极板带正电，所带电荷量为012)(tB

12、BCS B上极板带正电，所带电荷量为012)(tBBC C上极板带负电，所带电荷量为012)(tBBCS D上极板带负电，所带电荷量为012)(tBBC 5（2012 年 5 月海淀二模）某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈中放置一个小线圈，大线圈与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈的电流 i1 的周期为 T，且按图乙所示的规律变化，电流 i1 将在大线圈的内部产生变化的磁场，该磁场磁感应强度 B与线圈中电流 i 的关系为 B=ki1（其中 k 为常数）。小线圈与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈中感应电流 i2 随时间 t 变化的图

13、象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映 i2t 图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的 i2t 图象）（）高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021、6.（2012 云南名校联考）如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小 7（2012 年 2 月武汉调研）如图所示，在空间存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。一水平放置的长度为 L 的金属杆 ab 与圆弧形金属导轨 P、Q 紧密接触，

14、P、Q 之间接有电容为 C 的电容器。若 ab 杆绕 a 点以角速度 沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是（）学#科#A电容器与 a 相连的极板带正电 B电容器与 b 相连的极板带正电 C电容器的带电量是22CBL高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 D电容器的带电量是22CB L 8（2012 商丘联考）如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环 a、b 与长直金属杆导通，在外力 F 作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计，导线电阻为 R，ab间距离为 2L，导线组成

15、的正弦图形项部或底部到杆距离都是 L/2。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为 2L，磁感应强度为 B.现在外力 F 作用下导线沿杆以恒定的速度 v 向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直。t0 时刻导线从 O 点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力 F 所做功为 A222B L vR B232B L vR C234B L vR D2224B L vR 高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 答案：B 9（2012 南京一模）一种早期发电机原理示意图如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的

16、圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为o 点。在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与o 点在同一条直线上时，穿过线圈的()A.磁通量最大，磁通量变化率最大 B.磁通量最大，磁通量变化率最小 C.磁通量最小，磁通量变化率最大 D.磁通量最小，磁通量变化率最小 10（2012 昌平二模）（18 分）轻质细线吊着一质量为 m=0.64kg、边长为 L=0.8m、匝数 n=10 的正方形线圈 abcd，线圈总电阻为 R=1。边长为 L2 正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从 t=0 开始经 t0 时间细线

17、开始松驰，取 g=10ms2。求：在 04s 内，穿过线圈 abcd 磁通量的变化 及线圈中产生的感应电动势 E；在前 4s 时间内线圈 abcd 的电功率；求 t0 的值。高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 11。由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图 22 为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形

18、的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板 M、N，金属板长为 a，宽为 b，两板间的距离为 d。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向由南向北，用导线将 M、N 外侧连接电阻为 R 的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为 v，海水的电阻率为，海水所受摩擦阻力与流速成正比，高考资源网（），您身边的高考专家 （山东、北京、天津、云南、贵州）五地区试卷投稿 QQ 858529021 比例系数为 k。（1）求磁流体发电机电动势 E 的大小，并判断 M、N 两板哪个板电势较高；（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；（3）求在 t 时间内磁流体发电机消耗的总机械能。