2012高考物理 考前30天之备战冲刺押题系列Ⅳ 专题10 电磁感应

专题十电磁感应

名师解读

电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。题型多为选择题、计算题。主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。

样题解读

【样题1】如图10－1所示，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里，宽度为d，磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m，电阻为R的正方形线圈边长为L（L< d），线圈下边缘到磁场上边界的距离为h．将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都

生感应电流，因此不受安培力，在重力作用下加速运动，因此不可能一直匀速运动，A项错误；已知线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是v0，由于线圈下边缘到达磁场

下边界前一定是加速运动，所以只可能是先减速后加速，而不可能是先加速后减速，B 项错误；

22

mgR

B L

是安培力和重力平衡时所对应的速度，而本题线圈减速过程中不一定能达到这一速度，C 项错误；从能量守恒的角度来分析，线圈穿过磁场过程中，当线圈上边缘刚进入磁场时速度一定最小。从开始自由下落到线圈上边缘刚进入磁场过程中用动能定理，设该过程克服安培力做的功为W ，则有：mg(h ＋L)－W ＝

2

1mv 2

。再在线圈下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中用动能定理，该过程克服安培力做的功也是W ，而始、末动能相同，所以有：mgd －W ＝0。由以上两式可得最小速度v ＝()L d h g +-2， D 项正确。

[答案] D

【样题2】如图10－2所示的（a ）、（b ）、(c)中除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，（a ）图中的C 原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略。导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在下列三种情形下导体棒ab 的最终运动状态是

A ． 三种情况下导体棒ab 最终均做匀速运动

B ． （a ）、（c ）中，棒ab 最终将以不同速度做匀速运动；(b)中ab 棒最终静止

C ． （a ）、（c ）中，棒ab 最终将以相同速度做匀速运动；(b)中ab 棒最终静止

[分析] 图（a ）中导体棒ab 向右运动切割磁感线产生感应电动势，对电容器充电，同

时电流流过电阻R生热，导体棒由于受到安培力的阻碍作用而减速，感应电动势ε＝BLv减小。随着电容器C上的电压增大，充电电流越来越小，当导体棒上的感应电动势与电容电压相等时不再充电，导体棒ab将以一个小于v0且方向向右的速度做匀速运动。图（b）中导体棒ab向右运动切割磁感线产生感应电动势，电流流过电阻R生热，导体棒一直受到安培力的阻碍作用而减速，最终静止。图（c）中导体棒ab向右运动切割磁感线产生感应电动势，其方向与电源E相同，ab受到向左的安培力而减速，速度减小到零时，由于电源E的存在，电路中有b到a方向的电流，ab受到向左的安培力而向左加速，直到速度v满足ε＝BLv时不再加速，而做匀速运动，由于最后速度方向向左，而速度是矢量，所以与图（a）中向右匀速的速度不同。D项正确。

[答案] B

[解读] 本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、闭合电路的欧姆定律、电容、受力分析、牛顿第二定律等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了《考试大纲》中对“能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法，理解相关知识的区别和联系”、“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”和“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件”的能力要求。本题要从导体棒开始受力进行分析，结合牛顿定律，判断出最终运动情况，三个图形虽然相似，但结果截然不同，尤其是a、c两中导体棒最后的运动方向相反，速度必然不同。

【样题3】一有界匀强磁场区域如图10－3甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0。t=0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动, v－t图像如图10－3乙，图中斜向虚线为过0点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。求：（1）磁场磁感应强度的变化率。

[分析] （1）由v －t 图可知道，刚开始t=0时刻线圈加速度为 0

1

v a t =

此时感应电动势 2//t L B t εφ=∆∆=∆∆

感应电流 2/L B

I R R t

ε∆==∆

线圈此刻所受安培力为 30B L B

F BIL ma R t

∆==

=∆ 得

03

01mv R

B t B t L

∆=∆ （2）线圈从t 2时刻开始做匀速直线运动，所以t 3时刻有两种可能：

（a ）线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0 （b ）磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，所受合力为零，同样做

匀速直线运动 221202

022

22

4/)/2(L

t B R

v m R t B L R P =∆∆==ε

[答案] （1）0301mv R

B t B t L ∆=∆ （2）0或2

21202

024L

t B R v m