2016高考物理一轮总复习 9.2法拉第电磁感应定律 自感现象随堂集训

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1、【金版教程】2016高考物理一轮总复习9.2法拉第电磁感应定律自感现象随堂集训【高考题组——明考向】考向一　1.[2014·四川高考](多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向。框、

2、挡板和杆不计形变。则(　　)A.t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB.t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC.t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND.t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N解析：据已知B＝(0.4－0.2t)T可知t＝1s时，正方向的磁场在减弱，由楞次定律可判定电流方向为由C到D，A项正确。同理可判定B项错误。t＝1s时感应电动势E＝＝·S·sin30°＝0.1V，I＝E/R＝1A，安培力F安＝BIL＝0.2N，对杆受力分析如图。对挡板P的压力大小为F″N＝

3、F′N＝F安cos60°＝0.1N，C项正确。同理可得t＝3s时对挡板H的压力大小为0.1N，D项错误。答案：AC2.[2012·课标全国卷]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ω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，磁感应强度随时间的变化率的大小应为(　　)

4、A.　　　　　　　B.C.D.解析：线框转动过程中，等效于长度为半径R的导体棒绕O点转动切割磁感线，＝·ω，其产生的感应电动势E＝B0·R·＝；线框静止不动时，根据法拉第电磁感应定律可知导线框产生的感应电动势为E′＝·。根据题意有E＝E′，可得＝，选项C正确。答案：C3.[2014·课标全国卷Ⅱ]半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小

5、为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为g。求：(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。解析：(1)方法一：在Δt时间内，导体棒扫过的面积为ΔS＝ωΔt[(2r)2－r2]①根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为ε＝②根据右手定则，感应电流的方向是从B端

6、流向A端。因此，通过电阻R的感应电流的方向是从C端流向D端。由欧姆定律可知，通过电阻R的感应电流的大小I满足I＝③联立①②③式得I＝④方法二：ε＝Br＝Br＝Br2ωI＝＝由右手定则判得通过R的感应电流从C→D方法三：取Δt＝Tε＝＝＝Br2ωI＝＝由右手定则判得通过R的感应电流从C→D(2)方法一：在竖直方向有mg－2N＝0⑤式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N。两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为f＝μN⑥在Δt时间内，导体棒在内、外圆导轨上扫过的弧长分别为l1＝

7、rωΔt⑦和l2＝2rωΔt⑧克服摩擦力做的总功为Wf＝f(l1＋l2)⑨在Δt时间内，消耗在电阻R上的功为WR＝I2RΔt⑩根据能量转化和守恒定律知，外力在Δt时间内做的功为W＝Wf＋WR⑪外力的功率为P＝⑫由④至⑫式得P＝μmgωr＋⑬方法二：由能量守恒P＝PR＋Pf在竖直方向2N＝mg，则N＝mg，得f＝μN＝μmgPf＝μmgωr＋μmg·ω·2r＝μmgωrPR＝I2R＝所以P＝μmgωr＋答案：(1)　方向：由C端到D端(2)μmgωr＋考向二　4.[2014·江苏高考](多选)如图所示，

8、在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯解析：该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热。交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈