全国版2021高考物理一轮复习专题十一电磁感应考点2法拉第电磁感应定律自感精练含解析

【法拉第电磁感应定律与自感】 法拉第电磁感应定律是电磁学中的核心概念，它阐述了当磁场变化时，会在闭合电路中产生电动势的现象。定律表明，感应电动势（E）的大小等于穿过闭合回路的磁通量（Φ）的变化率，即 E = -dΦ/dt。这里的负号表示感应电动势的方向总是倾向于反抗引起它产生的磁通量变化。定律还指出，感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。 自感是电磁感应的一种特殊形式，发生在电路自身由于电流变化而产生的电磁场改变，从而产生阻碍电流变化的电动势。自感系数（L）定义为当通过线圈的电流变化率为 di/dt时，线圈两端产生的自感电动势E的大小，即 E = L * di/dt。自感系数的单位是亨利（H），它与线圈的几何形状、匝数以及周围介质的磁导率有关。 题目分析： 1. 电磁炉的工作原理是利用交变电流产生的涡流加热锅具。当电流通过线圈时，产生变化的磁场，这个磁场又在锅底产生涡流，涡流导致锅体发热，从而加热食物。因此，正确答案是B。 2. 在金属棒沿斜面匀速下滑的过程中，棒内的电子不受洛伦兹力作用，因为整体棒处于平衡状态；棒也不受安培力作用，因速度恒定，没有磁通量变化。选项B正确。 3. 当磁感应强度从B增加到2B时，根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势E=n*Δ(Φ/Δt)，其中Φ=B*A，A为面积，n为匝数。因此，E=n*(2B-B)*a^2/2Δt，简化后得到E=nBa^2/2Δt，选择项B是正确的。 4. 导线框进入磁场的过程中，其切割磁感线的速度v和磁场B的乘积决定了感应电动势，因此感应电动势随线框进入磁场深度的增加而增大。当CD连线到达边界时，C、D两端的电压等于感应电动势，即U=BLv，其中L为有效长度，对于等边三角形，L=r*sin60°=√3r/2，所以电压U=√3Brv/2，选项C和D错误。 5. 当金属条ab进入磁场时，根据右手定则，ab中电流方向是从a到b，选项A正确。根据法拉第电磁感应定律，电流I=E/R=(BRω)/R=2AR，选项B正确。车轮转动一周，LED灯亮的总时间为θ/ω=0.5s/20rad/s=0.025s，选项C正确。车轮转动一周，动力所做的功W=4FV=4*2N*8m/s=64J，选项D错误。 6. 电磁感应现象中，若A线圈中电流变化，不论是否变化，B线圈都会产生感应电动势。电流变化的速率（即电流的变化率）越大，B线圈中的感应电动势也越大。所以，选项B和D是正确的。 7. 等腰直角三角形磁场中，导线框以速度v垂直磁场匀速穿过，根据法拉第电磁感应定律，感应电流i随bc边位置坐标x的变化会呈现一个脉冲形状，随着bc边进入磁场，感应电流增大，离开磁场后减小至零，因此图象应该是类似于脉冲的曲线，但题目未提供具体选项。 8. 导体杆在磁场中下滑，速度随时间变化，可以通过牛顿第二定律和电磁感应定律来分析。要计算加速度和磁感应强度，需要分析杆的受力情况，包括重力、安培力和摩擦力，并结合电磁感应产生的电动势和电流，以及欧姆定律，求解出加速度和磁感应强度的大小。 9. 斜面光滑的条件下，导体杆下滑过程中的速度变化受到安培力和重力分量的影响。通过分析杆的速度图象，可以计算出杆在不同阶段的加速度，进而利用牛顿第二定律和电磁感应定律找出磁感应强度。 总结，本题涉及的知识点主要涵盖了法拉第电磁感应定律的应用，自感现象，电磁炉工作原理，电磁感应产生的电动势，以及在各种实际问题中如何应用这些原理解决物理问题。理解并掌握这些知识点，对于高考物理复习至关重要。