1、高考復習頂層設計 物理法拉第電磁感應定律1如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖。爐子的內部有一個金屬線圈，當電流通過線圈時，會產生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(或鋼質)鍋底內產生感應電流，由于鍋底有電阻，所以感應電流又會在鍋底產生熱效應，這些熱能便起到加熱物體的作用從而煮熟。因為電磁爐是以電磁感應產生電流，利用電流的熱效應產生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。以下說法正確的是 ()a最好使用鋁鍋或銅鍋b最好使用平底不銹鋼鍋或鐵鍋c最好使用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋d在電磁爐與鐵鍋之間放一層白紙后無法加熱解析選用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋無法形成渦流，c項

2、錯誤；a、b項中均能形成渦流，銅和鋁的電阻率小，電熱少，效率低，相對來說選用平底不銹鋼鍋或鐵鍋為最佳，a項錯誤，b項正確；由于線圈產生的磁場能穿透白紙到達鍋底，在鐵鍋中產生渦流，能夠加熱，d項錯誤。答案b2(多選)單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間t的關系圖象如圖所示，則()a在t0時刻，線圈中磁通量最大，感應電動勢也最大b在t1×102 s時刻，感應電動勢最大c在t2×102 s時刻，感應電動勢為零d在02×102 s時間內，線圈中感應電動勢的平均值為零解析由法拉第電磁感應定律知e，故t0及t2×102 s時刻，e0，

3、a錯，c對；t1×102 s，e最大，b項對；02×102 s，0，e0，d項錯。答案bc3(多選)如圖所示是研究通電自感實驗的電路圖，a1、a2是兩個規格相同的小燈泡，閉合開關s，調節電阻r，使兩個燈泡的亮度相同，調節可變電阻r1，使它們都正常發光，然后斷開開關s，再重新閉合開關s，則()a閉合瞬間，a1立刻變亮，a2逐漸變亮b閉合瞬間，a2立刻變亮，a1逐漸變亮c穩定后，l和r兩端電勢差一定相同d穩定后，a1和a2兩端電勢差不相同解析根據題設條件可知，閉合開關s，調節電阻r，使兩個燈泡的亮度相同，說明此時電阻r接入電路的阻值與線圈l的電阻一樣大，斷開開關s，再重新閉合開

4、關s的瞬間，根據自感原理，可判斷a2立刻變亮，而a1逐漸變亮，b項正確，a項錯誤；穩定后，自感現象消失，根據題設條件，可判斷線圈l和r兩端的電勢差一定相同，a1和a2兩端電勢差也相同，所以，c項正確，d項錯誤。答案bc4如圖甲所示，光滑導軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度b隨時間t的變化規律如圖乙所示(規定斜向下為b的正方向)，導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好，除導體棒電阻r的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止狀態。規定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力的正方向，則在0t1時間內，能正確反映流過導體

5、棒ab的電流i和導體棒ab所受水平外力f隨時間t變化的圖象是()解析由楞次定律可判定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應定律可判定回路中的電流大小恒定，故a、b項錯；由f安bil可得f安隨b的變化而變化，在0t0時間內，f安方向水平向右，故外力f與f安等值反向，方向水平向左，為負值；在t0t1時間內，f安方向改變，故外力f方向也改變，為正值，綜上所述，d項正確。答案d5.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、開關k與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場b中。兩板間放一臺小型壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個質量為m、電荷量為q的帶正電

6、小球。k沒有閉合時傳感器有示數，k閉合時傳感器示數變為原來的一半。則線圈中磁場b的變化情況和磁通量的變化率分別為()a正在增強，b正在增強，c正在減弱， d正在減弱，解析根據k閉合時傳感器示數變為原來的一半，推出帶正電小球受向上的電場力，即上極板帶負電，下極板帶正電，線圈感應電動勢的方向從上極板經線圈流向下極板，根據安培定則知感應電流磁場的方向向下，與原磁場方向相反，又由楞次定律得線圈中磁場正在增強；對小球受力分析得q，其中感應電動勢en，代入得，故b項正確。答案b6如圖所示，用一條橫截面積為s的硬導線做成一個邊長為l的正方形線框，把正方形線框的一半固定在均勻增大的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面

7、向里，磁感應強度大小隨時間的變化率k(k>0)，虛線ab與正方形線框的一條對角線重合，導線的電阻率為。則下列說法正確的是()a線框中產生順時針方向的感應電流b線框具有擴張的趨勢c若某時刻的磁感應強度為b，則線框受到的安培力為d線框中ab兩點間的電勢差大小為解析根據楞次定律判斷線框中感應電流產生的磁場方向向外，再由安培定則判斷線框的感應電流方向為逆時針，a項錯誤；根據楞次定律阻礙磁通量變化的含義可知線框應該有收縮的趨勢，b項錯誤；線框中產生的感應電動勢為es，電流為i，線框的總電阻為r，磁場中兩條邊每條受到的安培力為f安bil，而線框受到的安培力是這兩個安培力的合力，所以有ff安，聯立以上

8、各式可得f，c項正確；a、b兩點間的電勢差應該是電源的路端電壓，是電動勢的一半即uab，d項錯誤。答案c7.(多選)如圖所示，在水平光滑絕緣桌面上建立直角坐標系xoy，第一象限內存在垂直桌面向上的磁場，磁場的磁感應強度b沿x軸正方向均勻增大且k，一邊長為a、電阻為r的單匝正方形線圈abcd在第一象限內以速度v沿x軸正方向勻速運動，運動中ab邊始終與x軸平行，則下列判斷正確的是()a線圈中的感應電流沿逆時針方向b線圈中感應電流的大小為c為保持線圈勻速運動，可對線圈施加大小為的水平外力d線圈不可能有兩條邊所受安培力大小相等解析由楞次定律得感應電流沿順時針方向，a項錯誤；設線圈向右移動一段距離l，則

9、通過線圈的磁通量變化為l··a2l·a2k，而所需時間為t，根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢為eka2v，故感應電流大小為i，b項正確；線圈勻速運動時，外力與安培力平衡，由平衡條件得f(b2b1)iaka2i，c項正確；線圈的ab、cd兩條邊所受安培力大小相等，d項錯誤。答案bc8. (2018·中原名校質量考評)(多選)如圖甲所示，光滑“”形金屬支架abc固定在水平面里，支架處在垂直于水平面向下的勻強磁場中，一金屬導體棒ef放在支架上，用一輕桿將導體棒與墻固定連接，導體棒與金屬支架接觸良好，磁場隨時間變化的規律如圖乙所示，則下列說法正確的是()at1

10、時刻輕桿對導體棒的作用力最大bt2時刻輕桿對導體棒的作用力為零ct2到t3時間內，輕桿對導體棒的作用力先增大后減小dt2到t4時間內，輕桿對導體棒的作用力方向不變解析t1時刻磁感應強度的變化率為零，因此回路中的感應電流為零，導體棒受到的安培力為零，因此輕桿對導體棒的作用力為零，a項錯誤；t2時刻回路中的感應電流不為零，但磁感應強度為零，因此導體棒受到的安培力為零，輕桿對導體棒的作用力為零，b項正確；t2時刻桿對導體棒的作用力為零，t3時刻桿對導體棒的作用力也為零，過程中不為零，因此c項正確； t2到t3時間內，磁感應強度增大，因此回路有收縮的趨勢，導體棒受到的安培力向左，輕桿對導體棒的作用力向

11、右，同理分析，t3到t4時間內，桿對導體棒的作用力向左，d項錯誤。答案bc【素養立意】考查數學在物理中的運用，是高考要求的五大能力之一，本題考查電磁感應與二次函數的結合。 9如圖所示，已知大線圈的面積為2×103 m2，小探測線圈有2 000匝，小線圈的面積為5×104 m2。整個串聯回路的電阻是1 000 ，當電鍵s反向時測得q5.0×107 c。則被測處的磁感應強度為()a1.25×104 tb5×104 tc2.5×104 t d1×103 t解析由i，i，得感應電荷量公式qn，2bs，聯立得br，代入數據得b2.5&

12、#215;104 t，故c對。答案c10英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發感生電場，如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環水平放置，環內存在豎直向上的勻強磁場b，環上套一帶電荷量為q的小球。已知磁感應強度b隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()a0 b.r2qk c2r2qk dr2qk解析變化的磁場產生的感生電動勢為er2kr2，小球在環上運動一周感生電場對其所做的功wqer2qk，d項正確，a、b、c項錯誤。答案d11cd、ef是兩條水平放置的電阻可忽略的平行金屬導軌，導軌間距為l，在水平導軌的左側存在磁感應強度方向垂直導軌

13、平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為b，磁場區域的長度為d，如圖所示。導軌的右端接有一電阻r，左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接。將一阻值也為r的導體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導體棒最終恰好停在磁場的右邊界處。已知導體棒與水平導軌接觸良好，且動摩擦因數為，則下列說法正確的是()a電阻r的最大電流為b流過電阻r的電荷量為c整個電路中產生的焦耳熱為mghd電阻r中產生的焦耳熱為mg(hd)解析由題圖可知，導體棒剛進入磁場的瞬間速度最大，產生的感應電流最大，由機械能守恒有mghmv2，所以i，a項錯誤；流過r的電荷量為q t，b項錯誤；由能量守恒定律可知整個電路中產生的焦耳熱為qmghmgd，c項

14、錯誤；由于導體棒的電阻也為r，則電阻r中產生的焦耳熱為qmg(hd)，d項正確。答案d12.(2017·天津)如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內，導軌之間接有電阻r。金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下。現使磁感應強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()aab中的感應電流方向由b到abab中的感應電流逐漸減小cab所受的安培力保持不變dab所受的靜摩擦力逐漸減小解析磁感應強度隨時間均勻減小，根據楞次定律判斷回路中產生順時針的電流，ab中的感應電流方向由a到b，故a項錯誤；根據法拉第電磁感應定律，enns，電阻一

15、定，in，磁通量隨時間的變化率為定值，ab中的感應電流不變，故b項錯誤；安培力fbil，磁感應強度減小，安培力減小，故c項錯誤；ab始終保持靜止說明靜摩擦力和安培力為一對平衡力，故摩擦力逐漸減小，故d項正確。答案d13(2017·江蘇)如圖所示，兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內，其右端接一阻值為r的電阻。質量為m的金屬桿靜置在導軌上，其左側的矩形勻強磁場區域mnpq的磁感應強度大小為b、方向豎直向下。當該磁場區域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變為v。導軌和金屬桿的電阻不計，導軌光滑且足夠長，桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求：(1)mn剛

16、掃過金屬桿時，桿中感應電流的大小i。(2)mn剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a。(3)pq剛要離開金屬桿時，感應電流的功率p。解析(1)mn剛掃過金屬桿時，桿上產生的感應電動勢ebdv0, 感應電流i，聯立以上兩式得i。(2)mn剛掃過金屬桿時，桿受到的安培力fbid，由牛頓第二定律fma，聯立以上兩式得a。(3)pq剛要離開金屬桿時，金屬桿切割磁感線的速度vv0v，則感應電動勢ebd(v0v)，電功率p，解得p。答案(1)(2)(3)14如圖所示，兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內，其左端接一阻值為r的電阻；一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上；在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積

17、為s的區域，區域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應強度大小b1隨時間t的變化關系為b1kt，式中k為常量；在金屬棒右側還有一勻強磁場區域，區域左邊界mn(虛線)與導軌垂直，磁場的磁感應強度大小為b0，方向也垂直于紙面向里。某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在t0時刻恰好以速度v0越過mn，此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計。求：(1)在t0到tt0時間間隔內，流過電阻的電荷量的絕對值。(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。解析(1)在金屬棒未越過mn之前，t時刻穿過回路的磁通量為kts，設在從t時刻到tt的時間間隔內，回路磁通量的變化量為，流過電阻r的電荷量為q。由法拉第電磁感應定律有，由歐姆定律有i，由電流的定義有i，聯立式得|q|t，由式得，在t0到tt0的時間間隔內，流過電阻r的電荷量q的絕對值為|q|。(2)當t>t0時，金屬棒已越過mn，由于金屬棒在