河南2013年高考易考知识点三轮复习冲刺
电磁感应
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。
【题型示例】
【示例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是v0，则在整个线圈穿过磁场的全过程中（从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场），下列说法中正确的是
A．线圈可能一直做匀速运动
B．线圈可能先加速后减速
C．线圈的最小速度一定是
D．线圈的最小速度一定是
【解析】由于L＜d，总有一段时间线圈全部处于匀强磁场中，磁通量不发生变化，不【示例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v0，在下列三种情形下导体棒ab的最终运动状态是
三种情况下导体棒ab最终均做匀速运动
（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
（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
(a)、（b）、（c）中，棒ab最终都静止
【示例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。
（2）t3时刻回路电功率。
【示例4】如图10－4所示，在高度差h＝0.50m的平行虚线范围内，有磁感强度B＝0.50T、方向水平向里的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m＝0.10kg、边长L＝0.50m、电阻R＝0.50Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置I时，cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F＝4.0N向上提线框，该框由位置Ⅰ无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置Ⅱ（ab边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动（g取10m／s2）。求：
（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H。
（2）线框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，恒力F做的功是多少？线框内产生的热量又是多少?
【解析】（1）在恒力作用下，线圈开始向上做匀加速直线运动，设线圈的加速度为a，据牛顿第二定律有：F－mg＝ma
从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q，即
F（L+h）＝mg（L+h）+Q
解得：Q＝（F－mg）（L+h）＝3.0J
或Q＝I2Rt＝3.0J
【答案】（1）9.6m （2）42.4J，3.0J
【名师解读】本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、欧姆定律、安培力、匀速运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律、功能关系等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论”的能力要求。求解时先从受力分析入手，利用牛顿定律，得出线框进入磁场中做匀速运动，再应用能量关系就简单了。
【示例5】如图10－5所示，光滑矩形斜面ABCD的倾角θ＝300，在其上放置一矩形金属线框abcd，ab的边长l1＝1m，bc的边长l2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近；重物质量M＝2kg，离地面的高度为H＝4.8m；斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上；已知AB到ef的距离为4.2m，ef到gh的距离为0.6m，gh到CD的距离为3.2m，取g＝10m/s2；现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd边与AB边重合)，求：
（1）通过计算，在图10－6中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时（不考虑ab边离开斜面后线框的翻转），线框的速度—时间图像。
（2）线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热。
【解析】（1）线框abcd由静止沿斜面向上运动到ab与ef线重合的过程中，线框和重物在恒力作用下以共同的加速度做匀加速运动。设ab恰好要进入磁场时的速度为，对线框和重物的整体在这一过程运用动能定理
此时M刚好着地，细绳松弛，线框继续向上做减速运动，设线框的cd边到达CD线的速度为，则对线框有
得
m/s
s
则线框的速度—时间图像如图10－7所示。
（2）线框abcd只在磁场中运动时产生焦耳热 ＝18J。
【答案】（1）如图10－7所示 （2）18J
【名师解读】本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、安培力、匀速运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律、速度—时间图像、动能定理等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题综合性很强，需要分段求解，关键是确定各段的运动情况和所用的时间。
【专家预测】
1．电磁感应现象中产生感应电流，关于能量转化问题以下说法中正确的是 ( )
A．一定是磁场能转化为电能
B．一定是电场能转化为电能
C．一定是机械能转化为电能
D．以上说法均不正确
3．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．则下列说法中正确的是 ( )
A．若保持电键闭合，则铝环不断升高
B．若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度
C．若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变
5．如图所示，在水平桌面上放置两根相距L的光滑平行金属导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B.金属滑杆与导轨电阻不计，金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后，与一质量为m的物块相连，拉金属滑杆的绳处于水平拉直状态．现若从静止开始释放物块，用I表示回路中的感应电流，g表示重力加速度，则在物块下落过程中物块的速度可能 ( )
A．小于 B．等于
C．小于 D．大于
【答案】ABC
【解析】MN的最大速度就是安培力等于重力时对应的速度，即BIL＝mg，B2L2v/R＝mg，v＝，故A、B正确．又I＝，v＝，C正确D错误．
6．在右图所示的电路中，两个灵敏电流表和的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是 ( )
A．表指针向左摆，表指针向右摆
B．表指针向右摆，表指针向左摆
C． 、表的指针都向左摆
D．、表的指针都向右摆
7．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电阻为R的正方形线圈abcd边长为L(Ld，线框以速度v通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？
【答案】
【解析】从线框进入到完全离开磁场的过程中，当线框bc边运动至磁场右边缘至ad边运动至磁场左边缘过程中无感应电流．
此过程位移为：l－d
故t＝.
20．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．
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