法拉第电磁感应定律及其应用
1．高考对本部分内容的考查命，大部分以选择题的形式出题，也有部分是计算题。考查内容主要集中在利用电磁感应基本规律分析动态过程。
2．注意要点：电磁感应中的有些题目可以从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律解决。
典例1.(2019·全国卷I·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t＝0到t＝t1的时间间隔内( ) A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C．圆环中的感应电流大小为
4t0ρB0rSB0πr2
D．圆环中的感应电动势大小为
4t0
典例2.(2019·全国卷II·21)如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场时开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化
的图象可能正确的是( )
1．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.4 kg，在该平面上以v0＝2 m/s、与导
线成60°角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中( )
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A．金属环受到的安培力与运动的方向相反 B．在平行于导线方向金属环做减速运动 C．金属环中最多能产生电能为0.8 J D．金属环动能减少量最多为0.6 J
2．如图所示，处于匀强磁场中的半封闭平行金属导轨框架MNPQ，宽NP＝L。磁场与其平面垂直，磁感应强度B的变化规律如图所示。导体棒ab的电阻为R，导轨电阻不计。从t＝0开始，在外力作用下导体从导轨的最左端以速度v向右匀速运动，则t0时刻回路中的感应电流大小为( )
A．0 B．
B0Lv2BLv4BLvC．0D．0 RRR3．(多选)如图所示电路中，P为发光氖泡，发光电压U＞60 V，L为自感系数很大、电阻不为零的电感线圈，直流电源电动势E＝6 V。接通开关S，氖泡不亮；稳定时，L中电流恒定为I0；断开S时，氖泡能短时间内发光。关于该现象，下列说法正确的有( ) A．S接通瞬间，L中电流是逐渐增加的 B．S接通稳定时，P两端电压为零
C．S断开瞬间，氖泡P发光时电流最大值可能超过I0 D．S断开瞬间，氖泡P发光时电流从右向左
4．(多选)如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场(图中未画出)中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正，已知在0～4 s时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列图象所表示的关系正确的是( )
5．(多选)物理和数学有紧密的联系，解决物理问题经常要求同学们要有一定的数学功底。如图所示，一个被x轴与曲线方程y?0.3sin强度
10πx(m) (x ≤ 0.3 m)所围的空间中存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应3 2
B＝0.4 T。单匝正方形绝缘金属线框的边长是L＝0.4 m，线框总电阻R＝0.2 Ω，它的一边在光滑轨道的x轴上，在拉力F的作用下，线框以v＝10 m/s的速度水平向右匀速运动。则( ) A．拉力F的最大值是0.72 N B．拉力F的最大功率是12.8 W
C．拉力F要做0.192 J功才能把线框拉过磁场区 D．拉力F要做0.216 J功才能把线框拉过磁场区
6．(多选)如图甲所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L＝0.4 m，导轨一端与阻值R＝0.3 Ω的电阻相连，导轨电阻不计。导轨x＞0一侧存在沿x正方向均匀增大的磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图乙所示。一根质量m＝0.2 kg、接入电路的电阻r＝0.1 Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x＝0处以初速度v0＝2 m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A．金属棒向右做匀减速直线运动
B．金属棒在x＝1 m处的速度大小为1.5 m/s
C．金属棒从x＝0运动到x＝1 m过程中，外力F所做的功为－0.175 J D．金属棒从x＝0运动到x＝2 m过程中，流过金属棒的电荷量为2 C
7．(多选)如图所示，虚线为相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的边界，两个区域的磁场磁感应强度大小都为B，方向相反且都垂直于纸面，两个区域的高度都为l。一质量为m，边长也为l的单匝矩形导线框abcd，从磁场区域上方某处由静止释放，ab边进入区域Ⅱ之前，线框已开始做匀速运动，速度大小为v1，当线框的ab边下落到出区域Ⅱ之前，线框又开始做匀速运动，速度大小为v2。下落过程中，ab边保持水平且线框不发生转动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A．线框进入磁场区域Ⅰ过程中，可能加速度减小，速度变大 1
B．v2＝v1
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C．当线框的ab边刚进入区域Ⅱ时，加速度大小为g D．线框出磁场区域Ⅱ过程中，可能加速度减小，速度减小
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2020届高考物理精准培优专练十九法拉第电磁感应定律及其应用(含解析)
