浙江省溫州市甌海區(qū)三溪中學(xué)高考物理專題復(fù)習(xí) 3法拉第電磁感應(yīng)定律（二）課件 新人教版

法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢ab Gabv回路在時間回路在時間t內(nèi)增大的面積內(nèi)增大的面積為：為： S=Lvt產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：穿過回路的磁通量的變化穿過回路的磁通量的變化為：為：=BStE =BLvtttBLv BLv （V是相對于磁場的速度）是相對于磁場的速度） 導(dǎo)體切割磁感線時的導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體如圖所示閉合線框一部分導(dǎo)體ab長長l,處于處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，ab以速度以速度v勻勻速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢速切割磁感線，求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 思考：當(dāng)思考：當(dāng)LB，Lv，而，而B與與v成成角時，角時，如圖所示，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電如圖所示，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為？動勢大小為？EBLvsin若導(dǎo)線不是直的，則若導(dǎo)線不是直的，則EBLvsin中的中的L為為切割磁感線的導(dǎo)線的哪段長度？切割磁感線的導(dǎo)線的哪段長度？如圖，導(dǎo)線的有效長度為如圖，導(dǎo)線的有效長度為ab間的長度間的長度即兩端點(diǎn)連線的長度即兩端點(diǎn)連線的長度 如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d,一端跨接電一端跨接電阻為阻為R，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為B，方向垂直平行導(dǎo)，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根長金屬棒與導(dǎo)軌成軌平面，一根長金屬棒與導(dǎo)軌成角放置，棒與導(dǎo)角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時，通過電阻的電流是在導(dǎo)軌上滑行時，通過電阻的電流是( ) A Bdv/R BBdvsin/R C Bdvcos/R D Bdv/(Rsin)dA有效切割長度為有效切割長度為d1(2010大綱全國高考大綱全國高考)某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為分量方向向下，大小為4.5105 T一靈敏電壓表連接在當(dāng)一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河寬地入海河段的兩岸，河?00 m，該河段漲潮和落潮時有海，該河段漲潮和落潮時有海水水(視為導(dǎo)體視為導(dǎo)體)流過設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為流過設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為2 m/s.下列說法正確的是下列說法正確的是()A河北岸的電勢較高河北岸的電勢較高B河南岸的電勢較高河南岸的電勢較高C電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為9 mVD電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為5 mV【解析【解析】海水在落潮時自西向東流，該過程可以理解為海水在落潮時自西向東流，該過程可以理解為：自西向東運(yùn)動的導(dǎo)體棒在切割豎直向下的磁場根據(jù)右：自西向東運(yùn)動的導(dǎo)體棒在切割豎直向下的磁場根據(jù)右手定則，北岸是正極，北岸電勢高，南岸電勢低，故手定則，北岸是正極，北岸電勢高，南岸電勢低，故A對對，B錯根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律錯根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EBLv4.51051002 V9103 V，故，故C對，對，D錯錯【答案【答案】AC【答案【答案】ACD3. (2012四川高考四川高考)半徑為半徑為a右端開小口的導(dǎo)體右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿桿在圓環(huán)上以速度在圓環(huán)上以速度v平行于直徑平行于直徑CD向右做勻速向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由開始，桿的位置由確定，如圖確定，如圖所示則所示則()【審題視點(diǎn)【審題視點(diǎn)】(1)右端開有小口，使得閉合回路大大簡化右端開有小口，使得閉合回路大大簡化(2)角的大小決定了導(dǎo)體切割磁感線的有效長度角的大小決定了導(dǎo)體切割磁感線的有效長度【答案【答案】AD【答案【答案】D 5.如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌MN和和OP放置在水平面內(nèi)放置在水平面內(nèi),MO間接有阻值為間接有阻值為R=3 的電阻的電阻,導(dǎo)軌相距導(dǎo)軌相距d=1 m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T.質(zhì)量為質(zhì)量為m=0.1 kg，電阻為，電阻為r=1 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好.用用平行于平行于MN的恒力的恒力F=1 N向右拉動向右拉動CD,CD受的摩擦受的摩擦阻力阻力Ff恒為恒為0.5 N.求：求： (1)CD運(yùn)動的最大速度的大小運(yùn)動的最大速度的大小. (2)當(dāng)當(dāng)CD達(dá)到最大速度后，電阻達(dá)到最大速度后，電阻R消耗的電功率是消耗的電功率是多少？多少？ (3)當(dāng)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時，的速度為最大速度的一半時，CD的加速的加速度的大小度的大小. 答案：(1)8 m/s(2)3 W(3)2.5 m/s2 6.可繞固定軸可繞固定軸OO轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長L=0.5m，僅僅ab邊有質(zhì)量邊有質(zhì)量m=0.1kg，線框的總電阻，線框的總電阻R=1 ,不計(jì)摩擦和不計(jì)摩擦和空氣阻力，線框從水平位置由靜止釋放，到達(dá)豎直位置空氣阻力，線框從水平位置由靜止釋放，到達(dá)豎直位置歷時歷時0.1s，設(shè)線框始終處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度，設(shè)線框始終處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為的大小為B=4 10-2T的磁場中，如圖所示。求的磁場中，如圖所示。求（1）這個過程中平均電流強(qiáng)度的大小和方向）這個過程中平均電流強(qiáng)度的大小和方向（2）若這個過程中產(chǎn)生的焦耳熱）若這個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.3J，線框達(dá)到豎直位置時線框達(dá)到豎直位置時ab邊受的安培力大小邊受的安培力大小和方向。（和方向。（g=10m/s2）BabcdOO解：（解：（1）線圈從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置）線圈從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置 ，磁通量的改變量為：磁通量的改變量為：BabcdOO2BLVBL1 . 0tE2A1 . 0REI根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得這個過程的平均根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得這個過程的平均電動勢為電動勢為 根據(jù)歐姆定律得根據(jù)歐姆定律得平均平均電流為：電流為： 根據(jù)楞次定律可判斷通過線圈的感應(yīng)電流方向?yàn)楦鶕?jù)楞次定律可判斷通過線圈的感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad. （2）設(shè)線框達(dá)到豎直位置時）設(shè)線框達(dá)到豎直位置時 a b邊的速度為邊的速度為v, 根據(jù)能量守恒定根據(jù)能量守恒定律有：律有： 221mgmvQL代入數(shù)值，解得：代入數(shù)值，解得：v=2m/sv=2m/s a b邊在最低位置邊在最低位置的瞬時電動勢為的瞬時電動勢為 : V04. 0BLvE瞬時電流為：瞬時電流為： .A04. 0REIa b邊受到的安培力邊受到的安培力為為 : N108BILF4-電流方向?yàn)殡娏鞣较驗(yàn)閎到到a ，由左手定則可判定安培力方向，由左手定則可判定安培力方向 水平水平向向左左 如圖所示：一根導(dǎo)體棒如圖所示：一根導(dǎo)體棒oa長度為長度為L，電阻不計(jì)，繞，電阻不計(jì)，繞o點(diǎn)在點(diǎn)在垂直于勻強(qiáng)磁場垂直于勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi)以角速度的平面內(nèi)以角速度做勻速圓周運(yùn)動，做勻速圓周運(yùn)動，求其產(chǎn)生的電動勢求其產(chǎn)生的電動勢。1.一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直升機(jī)螺旋槳葉片，直升機(jī)螺旋槳葉片的長為的長為L L，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方順著地磁場的方向看向看螺旋槳，螺旋槳螺旋槳，螺旋槳順時針方向順時針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略，如圖所示。如果忽略a到到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的電動勢，表示每個葉片中的電動勢，則（）則（）A.EfLfL2 2B B，且，且a點(diǎn)電勢低于點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢B.E2fLfL2 2B B，且，且a點(diǎn)電勢低于點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢C.EfLfL2 2B B，且，且a點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢D.E22fLfL2 2B B，且，且a點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢點(diǎn)電勢VI IfLfL221L21VC 2.如圖所示如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中,有半徑有半徑為為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架的光滑半圓形導(dǎo)體框架,OC為一能繞為一能繞O在框架上滑動在框架上滑動的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒,Oa之間連一個電阻之間連一個電阻R,導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)阻均不計(jì),若要使若要使OC能以角速度能以角速度 勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動,則外力做功則外力做功的功率是的功率是( ) A. B. C. D. 解析：解析： 要要OC能以角速度能以角速度 勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動,則外力的功率等于電則外力的功率等于電阻發(fā)熱的功率阻發(fā)熱的功率.OC產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生的電動勢 . C CB21E Rr422BREPP電外3.金屬桿金屬桿MN和和PQ間距為間距為l，MP間接有電阻間接有電阻R，磁場，磁場如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬棒金屬棒AB長為長為2l，由圖，由圖示位置以示位置以A為軸，以角速度為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)過勻速轉(zhuǎn)過90(順時順時針針)求該過程中求該過程中(其他電阻不計(jì)其他電阻不計(jì))：(1)R上的最大電功率；上的最大電功率；(2)通過通過R的電量的電量 (2012浙江浙江25）為了提高自行車夜間行駛的安全性，?。榱颂岣咦孕熊囈归g行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍閃爍”裝置。如圖所示，自行車后輪裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑由半徑r1=5.0l0-2m的金屬內(nèi)圈、半徑的金屬內(nèi)圈、半徑r2=0.40m的金屬的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有外圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.l0T、方向垂直紙面向外的方向垂直紙面向外的“扇形扇形”勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為r1，外半徑為外半徑為r2、張角、張角=/6，后輪以角速度，后輪以角速度=2rad/s相對相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計(jì)其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計(jì)其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。 (1)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢磁場時，求感應(yīng)電動勢E，并，并指出曲上的電流方向；指出曲上的電流方向； (2)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場時，磁場時， 畫出畫出“閃爍閃爍”裝置的電路圖；裝置的電路圖； (3)從金屬條從金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場時磁場時開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨隨時間時間t變化的變化的Uab-t圖象；圖象； (4)若選擇的是若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該的小燈泡，該“閃爍閃爍”裝置裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后、后輪外圈半徑輪外圈半徑r2、角速度、角速度 和張角和張角等物理量的大小，優(yōu)化等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請給出你的評價。前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請給出你的評價。