高考物理母題解讀（十）電磁感應(yīng)母題2法拉第電磁感應(yīng)定律.doc

高考母題解讀高考題千變?nèi)f化，但萬變不離其宗。千變?nèi)f化的新穎高考題都可以看作是由母題衍生而來。研究高考母題，掌握母題解法規(guī)律，使學(xué)生觸類旁通，舉一反三，可使學(xué)生從題海中跳出來，輕松備考，事半功倍。母題2、法拉第電磁感應(yīng)定律【解法歸納】法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動勢大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比，即e=。注意e=一般用來計算t內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的平均值。對于處于變化磁場中的電路，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=ns.，式中s為回路面積。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體截面的電量q=it=/r, 式中r為回路的總電阻。典例：（2012新課標(biāo)理綜）如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為b0.。使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度b隨時間的變化率的大小應(yīng)為a. b. c. d. 【針對訓(xùn)練題精選解析】1.(2011廣東理綜卷)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是a.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)b.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大c.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大d.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同2（2012年2月天水一中檢測）如圖所示，半徑為 r且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形管道內(nèi)，有一個電荷量為 e，質(zhì)量為 m 的電子。此裝置放在勻強磁場中，其磁感應(yīng)強度隨時間變化的關(guān)系式為 b=b0+kt（k0）。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，該感應(yīng)電場對電子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力，使其得到加速。設(shè)t=0時刻電子的初速度大小為v0，方向順時針，從此開始運動一周后的磁感應(yīng)強度為b1，則此時電子的速度大小為 v0a b c d2.答案：ab解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律，環(huán)形管道內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=kr2，電子運動一周，感應(yīng)電場力對電子做功ee，由動能定理，ee=mv2-mv02，聯(lián)立解得電子的速度大小為v=，選項b正確d錯誤；電子在磁感應(yīng)強度為b1的勻強磁場中運動，evb1= mv2/r，解得v=，選項a正確c錯誤。5（2009廣東物理第18題）如圖4（a）所示，一個電阻值為r ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2r的電阻r1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度b隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖4（b）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):（1）通過電阻r1上的電流大小和方向；（2）通過電阻r1上的電量q及電阻r1上產(chǎn)生的熱量。通過電阻r1上的電量q= i1 t1=。通過電阻r1上產(chǎn)生的熱量q= i12 r1 t1= 。 6（2009安徽理綜卷第20題）如圖甲所示，一個電阻為r，面積為s的矩形導(dǎo)線框abcd，水平旋轉(zhuǎn)在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為b，方向與ad邊垂直并與線框平面成45角，o、o 分別是ab和cd邊的中點?，F(xiàn)將線框右半邊o bc o 繞o o 逆時針90到圖乙所示位置。在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是a b c d 07（2011朝陽二模）如圖甲所示，電路的左側(cè)是一個電容為c的電容器，電路的右側(cè)是一個環(huán)形導(dǎo)體，環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為s。在環(huán)形導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在0一t0時間內(nèi)電容器( ）a上極板帶正電，所帶電荷量為b上極板帶正電，所帶電荷量為c上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為d上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為8（2012年5月海淀二模）某學(xué)生設(shè)計了一個驗證法拉第電磁感應(yīng)定律的實驗，實驗裝置如圖甲所示。在大線圈中放置一個小線圈，大線圈與多功能電源連接。多功能電源輸入到大線圈的電流i1的周期為t，且按圖乙所示的規(guī)律變化，電流i1將在大線圈的內(nèi)部產(chǎn)生變化的磁場，該磁場磁感應(yīng)強度b與線圈中電流i的關(guān)系為b=ki1（其中k為常數(shù)）。小線圈與電流傳感器連接，并可通過計算機處理數(shù)據(jù)后繪制出小線圈中感應(yīng)電流i2隨時間t變化的圖象。若僅將多功能電源輸出電流變化的頻率適當(dāng)增大，則圖丙所示各圖象中可能正確反映i2-t圖象變化的是（圖丙中分別以實線和虛線表示調(diào)整前、后的i2-t圖象） （ ）9（2011昌平二模）（18分）輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.64kg、邊長為l=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線圈abcd，線圈總電阻為r=1。邊長為l2正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖（甲）所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化如圖（乙）所示，從t=0開始經(jīng)t0時間細(xì)線開始松馳，取g=10ms2。求： 在04s內(nèi)，穿過線圈abcd磁通量的變化及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e； 在前4s時間內(nèi)線圈abcd的電功率；lat/s1 40b/t246b(甲)2 3 bcd(乙) 求t0的值。解析： 解得：=0.16wb 由法拉第電磁感應(yīng)定律得： 解得：e =0.4v10（2005廣東物理第17題）如圖13所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為l，t=0時，磁場的磁感應(yīng)強度b從b0開始均勻增大，同時，在板2的左端且非?？拷?的位置有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點。要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率k應(yīng)滿足什么條件？要使該液滴能從兩板間右端的中點射出，磁感應(yīng)強度b與時間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？bd12圖13解析：（1）由題意可知：板1為正極，板2為負(fù)極 兩板間的電壓u 而：sr2 帶電液滴受的電場力：fqe= 故：fmgmgmaa=g 討論：（2）bb0kt當(dāng)液滴從兩板中點射出進，滿足條件一的情況，則用替代式中的d 即 11（2009全國理綜