【新高考】天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之11—电磁感应（解析卷）

中小学教育资源及组卷应用平台 天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之11— 电磁感应 （1）法拉第电磁感应定律 1.2020年天津卷10．（14分）如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1Ω，边长l=0.2m。求 （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； （3）在t=0到t=0.1s时间内，金属框中电流的电功率P。 解：（1）在t=0到t=0.1s的时间△t内，磁感应强度的变化量△B=0.2T，设穿过金属框的磁通量变化量为△Φ，有 ① 由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有 ② 联立①②式，代入数据，解得 ③ （2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 ④ 由图可知，t=0.05s时，磁感应强度为B1=0.1T，金属框ab边受到的安培力 ⑤ 联立①②④⑤式，代入数据，解得 F=0.016N ⑥ 方向垂直于ab向左。 ⑦ （3）在t=0到t=0.1s时间内，金属框中电流的电功率 ⑧ 联立①②④⑧式，代入数据，解得P=0.064W ⑨ （2）电磁感应规律的综合应用 2. 2013年天津卷12．(20分）超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。 ⑴超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。 ⑵为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔI << I，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。 ⑶若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。 解析：（1）逆时针方向。 撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同，即向上，由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向。 ⑵设圆环周长为l，电阻为R，由电阻定律得 ① 设时间t内环中电流释放焦耳热而损失的能量为ΔE，由焦耳定律得 ΔE=I2Rt ② 设环中单位体积内定向移动电子数为n，则 I=nevS ③ 式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化。电流变化大小取ΔI时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为Δv，则ΔI=neSΔv ④ 设环中定向移动电子减少的动能总和为ΔEk，则 ⑤ 由于ΔI << I，可得Δv <Q2 q1=q2 B．Q1>Q2 q1>q2 C．Q1=Q2 q1=q2 D．Q1=Q2 q1>q2 【答案】A 【 ... ...