（京津鲁琼版）2020版高考物理总复习第十章第2节法拉第电磁感应定律检测（含解析）.docx

法拉第电磁感应定律 (建议用时：40分钟)【A级基础题练熟快】1(2019天府大联考)有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置，下列说法正确的是()A自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大解析：选C.自行车匀速行驶时，线圈中在磁场中旋转产生感应电动势，如果从中性面开始计时，则eEmsin t，所以产生的是交流电，故A错误；小灯泡亮度决定于电功率，电功率PEI，而E，所以灯泡亮度与自行车的行驶速度有关，故B错误；如果摩擦轮半径为r，后轮的半径为R，则2RN2r，则后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数为N，故C正确；磁通量的变化率为，与线圈匝数无关，故D错误2(2019重庆綦江模拟)如图所示的电路中，A1、A2为完全相同的灯泡，线圈L 的电阻忽略不计下列说法中正确的是()A闭合开关K接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮B闭合开关K接通电路瞬间，A1和A2同时变亮C断开开关K切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭D断开开关K切断电路时，A1，A2立即熄灭解析：选A.合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故A正确，B错误；断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，故C、D错误3(2019江苏天一模拟)如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称一条形磁铁开始放在A点，中心与O点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为2，下列说法中正确的是()A磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为B磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为EC磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为21D磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电荷量不为零解析：选B.磁铁在A点时，线圈中的磁通量为1，故通过一匝线圈的磁通量也为1，与匝数无关，故A错误；磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为Enn，故B正确；磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，平均感应电流为零，通过线圈某一截面的电荷量为零，故C、D错误4(2019江西红色七校联考)两条相互平行的光滑金属导轨，距离为L，电阻不计导轨内有一与水平面垂直向里的匀强磁场，导轨左侧接电容器C，电阻R1和R2，如图所示垂直导轨且与导轨接触良好的金属杆AB以一定的速度向右匀速运动，某时刻开始做匀减速运动至速度为零后反向匀加速运动。在金属杆变速运动的过程中，下列说法正确的是()AR1中无电流通过BR1中电流一直从e流向aCR2中电流一直从a流向bDR2中电流先从b流向a，后从a流向b解析：选B.开始时，金属杆AB以一定的速度向右匀速运动，由感应电动势：EBLv，电容器两端的带电荷量QCUCBLv，由右手定则知，R2感应电流方向由a向b，故电容器的上极板带正电，开始做匀减速运动至速度为零的过程中，QCUCBLv知，速度减小，极板带电荷量减小，由电流定义式：I可知，R1中有电流通过，方向由e流向a，R2中电流从a流向b，故A错误；反向匀加速运动过程中，由右手定则知，R2感应电流方向由b向a，电容器反向充电，流经R1电流方向由e流向a，故B正确，C、D错误5(多选)(2019四川棠湖中学模拟)如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r圆形平面形成的闭合回路，Rr，导线单位长度的电阻为，导线截面半径远小于R和r.圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按Bkt(k0，为常数)的规律变化的磁场，下列说法正确的是()A小圆环中电流的方向为逆时针B大圆环中电流的方向为逆时针C回路中感应电流大小为D回路中感应电流大小为解析：选BD.根据穿过整个回路的磁通量增大，依据楞次定律，及Rr，则大圆环中电流的方向为逆时针，由于大圆环电动势大于小圆环的电动势，则导致小圆环中电流的方向为顺时针，故A错误，B正确；根据法拉第电磁感应定律，则有：ESk(R2r2)，由闭合电路欧姆定律，那么回路中感应电流大小为I，故C错误，D正确6(2019山西榆社中学联考)如图所示，现有一长为2L的金属棒ab垂直置于两平行导轨上，棒的右侧分布着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场已知导轨间距为L，左端接有一电阻R，其余电阻不计现ab以a点为轴沿顺时针以一定角速度转过60，并固定(设此为过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(设此为过程)整个过程中，棒与导轨接触良好，在过程、中，通过电阻R的电荷量相等，则等于()A2 B3C4 D5解析：选A.由E、I、qIt，可得在t内，流过导体横截面的电量为q.金属棒ab以a为轴沿顺时针以转过60的过程中磁通量的改变量为1，所以过程回路中通过R的电荷量为q；过程中回路的磁通量改变量为2，通过R的电荷量为q，解得：2.7(2019河南郑州模拟)如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面纸面向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 的大小应为()A. B.C. D.解析：选A.若要电流相等，则产生的电动势相等设半圆半径长度为L，从静止开始绕过圆心O以角速度匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为EB0L2，根据法拉第定律得ESL2，联立得，故B、C、D错误，A正确8.如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R16 ，ab杆的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T现ab以恒定速度v3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等则()AR26 BR1上消耗的电功率为0.75 WCa、b间电压为3 VD拉ab杆水平向右的拉力为0.75 N解析：选D.杆ab消耗的功率与R1、R2消耗的功率之和相等，则Rab.解得R23 ，故A错误；EBlv3 V，则Iab0.75 A，UabEIabRab1.5 V，PR10.375 W，故B、C错误；F拉F安BIabl0.75 N，故D正确【B级能力题练稳准】9(2019河南七校模拟)如图所示，用同种材料制成的直角三角形线框ABC处在足够大的水平向右的匀强磁场中，线框平面与磁感线平行，直角边AB的长是直角边BC长的 ，AB边与磁感线垂直，先让线框绕AB边在匀强磁场中以角速度匀速转动，A、B两端的电压有效值为U1；再让线框绕BC边在匀强磁场中仍以角速度匀速转动，结果A、B两端的电压为U2，则 为()A. B.C. D.解析：选D.设BC边长为d，则AB边长为d，让线框绕AB边在匀强磁场中以角速度匀速转动，则线框中感应电动势的最大值EmBd2Bd2，电动势的有效值EBd2，A、B两端的电压有效值U1EBd2，让线框绕BC边在匀强磁场中仍以角速度匀速转动，A、B两端的电压U2BBd2，因此有，选项D正确10(多选)(2019四川成都联考)如图甲，线圈A(图中实线，共100匝)的横截面积为0.3 m2，总电阻r2 ，A右侧所接电路中，电阻R12 ，R26 ，电容C3 F，开关S1闭合A中有横截面积为0.2 m2的区域C(图中虚线)，C内有图乙所示的变化磁场，t0时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里下列判断正确的是()A闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由b流向aB闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为0.4 AC闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电流由b流向aD闭合S2、电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2106 C解析：选BD.根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流由a流向b，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律：EnS1000.2 V4 V，则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为IA0.4 A，选项B正确；闭合S2、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再断开S1，电容器放电，通过R2的电流由a流向b，选项C错误；电路稳定后电容器带电荷量QCUR231060.46 C7.2106C，则电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2106 C，选项D正确11上海世博会某国家馆内，有一“发电”地板，利用游人走过此处，踩踏地板发电其原因是地板下有一发电装置，如图甲所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，紧固在与地板相连的塑料圆筒P上磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，图乙为横截面俯视图轻质地板四角各连接有一个劲度系数为k的复位弹簧(图中只画出其中的两个)当地板上下往返运动时，便能发电若线圈所在位置磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为R0，现用它向一个电阻为R的小灯泡供电为了便于研究，将某人走过时地板发生的位移时间变化的规律简化为图丙所示(取地板初始位置x0，竖直向下为位移的正方向，且弹簧始终处在弹性限度内)(1)取图乙中逆时针方向为电流正方向，请在图丁所示坐标系中画出线圈中感应电流i随时间t变化的图线，并标明相应纵坐标要求写出相关的计算和判断过程；(2)求t时地板受到的压力；(3)求人踩踏一次地板所做的功解析：(1)0t0时间，地板向下做匀速运动，其速度v，线圈切割磁感线产生的感应电动势enB2rv，感应电流i；t02t0时间，地板向上做匀速运动，其速度v，线圈切割磁感线产生的感应电动势enB2rv，感应电流i；图线如图所示(2)t时，地板向下运动的位移为，弹簧弹力为，安培力F安nBi2r2nBir，由平衡条件可知，地板受到的压力F2kx0.(3)由功能关系可得人踩踏一次地板所做的功W2i2(RR0)t0.答案：(1)见解析(2)2kx0(3)12(2019广东肇庆模拟)如图甲，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距为d，右端通过导线与阻值为R的小灯泡L连接，在面积为S的CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化如图乙(其中B0、t0 为已知量)，在t0 时，一阻值为R的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，