高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案

囹高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数 n=100,线圈面积 S=200cm2，线圈的电阻 r=1Q,线圈外接一个阻值 R=4Q 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：(1) 线圈中的感应电流的大小和方向；(2) 电阻 R 两端电压及消耗的功率；(3) 前 4s 内通过 R 的电荷量。【答案】(1)0-4s 内，线圈中的感应电流的大小为 0.02A,方向沿逆时针方向。4-6s 内，线圈中的感应电流大小为 0.08A,方向沿顺时针方向；(2)0-4s 内，R 两端的电压是 0.08V；4-6s 内，R 两端的电压是 0.32V,R 消耗的总功率为 0.0272W；(3)前 4s 内通过 R 的电荷量是 8X10-2C。【解析】【详解】(1)0-4s 内，由法拉第电磁感应定律有：曲 AB-S0.4-02E\-N—=N=100XX0.02V=0.1VAtAt4Ei0.1J]=A=0.02A线圈中的感应电流大小为：由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。NABS0.4昴-N——-N—=100x_X0.02V=0.4V4-6s 内，由法拉第电磁感应定律有：''0.4=A—0.O8A线圈中的感应电流大小为：：「'「I，方向沿顺时针方向。(2)0-4s 内，R 两端的电压为：宀；「：：亠「：：'■消耗的功率为：4-6s 内，R 两端的电压为-'：■'消耗的功率为：八二故 R 消耗的总功率为:「巴+巴—「川厂汗‘(3) 前 4s 内通过 R 的电荷量为:0.2x0.02Fusion解Ucd4 Bl v2・如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的有界矩形匀强磁场区域内，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框 abcd，线框平面垂直于磁感线。线框以恒定的速度 v 沿垂直磁场边界向左运动，运动中线框 de 边始终与磁场右边界平行，线框边长 ad=l,cd=2l,线框导线的总电阻为 R,则线框离开磁场的过程中，求：(1) 线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量 q；(2) 线框离开磁场的过程中产生的热量 Q；(3) 线框离开磁场过程中 cd 两点间的电势差 Ucd.【答案】⑴ q=泄⑵ Q=心⑶ Ucd=处UR 幺 Rcd3【解析】【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有：E=2lvi=ERq=Itlt=v联立可得：q=R⑵ 线框中的产生的热量：Q=12Rt解得：Q=4B巴R⑶cd 间的电压为：U=I・2Rcd33.如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道 MON 与 MON 均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为 L=1m，构成的斜面 ONNO 跟水平面夹角均为 d=30。，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大...