高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象练习.doc

第2讲法拉第电磁感应定律自感现象板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分。其中17为单选，811为多选)1如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是()a当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定减小b当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大c当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大d当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变答案d解析由法拉第电磁感应定律可知：enns，当磁感应强度均匀变化时，产生恒定的电动势，线框中的感应电流就不变，d选项正确；当磁感应强度的变化率逐渐增大时，线框中产生的感应电流增大，当磁感应强度的变化率逐渐减小时，线框中产生的感应电流减小，所以a、b、c选项都是错误的。2. 如图所示，在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，mn中产生的感应电动势为e1；若磁感应强度增为2b，其他条件不变，mn中产生的感应电动势变为e2。则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比分别为()aca,21 bac,21cac,12 dca,12答案c解析mn切割磁感线产生的感生电动势eblv，其中的l、v保持不变，所以e1e2b1b212；由右手定则可知通过r的电流方向为ac，c正确。32017唐山模拟如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器c和电阻r，导体棒mn放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度b的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，mn始终保持静止，则0t2时间内()a电容器c的电荷量大小始终不变b电容器c的a板先带正电后带负电cmn所受安培力的大小始终不变dmn所受安培力的方向先向左后向右答案a解析磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，则电容器c的电荷量大小始终不变，选项a正确，b错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，mn所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项c、d错误。42017福建龙岩质检如图所示，三角形金属线框abc的底边ab长度为d，顶点c距ab边的距离为，在右侧空间边长为d的正方形区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下线框底边沿着x轴向右运动，运动过程中始终保持线框平面与磁场方向垂直。在线框沿x轴向右匀速穿过有界磁场区域的过程中，线框中的感应电动势()a经历均匀增大、均匀减小、均匀增大、均匀减小的过程b经历均匀增大、保持不变、均匀增大、保持不变的过程c经历均匀增大、均匀减小、均匀增大的过程d经历均匀增大、保持不变、均匀减小的过程答案a解析导线切割磁感线产生感应电动势有eblv，因为匀速运动，所以感应电动势大小取决于切割磁感线的导线的有效长度，线框匀速穿过有界磁场区域的过程中有效长度先均匀增大，再均匀减小，然后再均匀增大，再均匀减小，所以选项a正确。5在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1500匝，横截面积s20 cm2。螺线管导线电阻r1.0 ，r14.0 ，r25.0 ，c30 f。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度b按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是()a螺线管中产生的感应电动势为1 vb闭合s，电路中的电流稳定后，螺线管两端电压为1.08 vc电路中的电流稳定后电容器下极板带负电ds断开后，流经r2的电荷量为1.8106 c答案b解析由法拉第电磁感应定律可知enns，其中n1500匝，s20104 m2，等于乙图中图线斜率，为 t/s0.4 t/s，代入得e1.2 v，a错误。感应电流i0.12 a，螺线管两端的电压ui(r1r2)1.08 v，b正确。由楞次定律可得，螺线管下端电势高，所以电容器下极板带正电，c错误。s断开后，电容器把储存的电量都通过r2释放出来，qcur2，其中ur2ir2，得q1.8105 c，d错误。6如图甲所示，导体棒mn置于水平导轨上，pqmn所围的面积为s，pq之间有阻值为r的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在02t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒mn始终处于静止状态。下列说法正确的是()a在0t0和t02t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同b在0t0时间内，通过导体棒的电流方向为n到mc在t02t0时间内，通过电阻r的电流大小为d在02t0时间内，通过电阻r的电荷量为答案b解析导体棒mn始终静止，与导轨围成的线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势es，即感应电动势与bt图象斜率成正比，0t0时间内的感应电流i1ss，t02t0时间内的感应电流i2ss，c错误。由楞次定律可知在0t0时间内，通过导体棒的电流方向nm，b正确。在0t0时间内，磁通量减小，mn有向右运动的趋势来阻碍磁通量减小，受向左的静摩擦力，在t02t0时间内，磁通量增加，mn有向左运动的趋势来阻碍磁通量增加，受向右的静摩擦力，a错误。通过电阻r的电量qq1q2i1t0i2t0，d错误。7. 如图所示，电路中a、b是两个完全相同的灯泡，l是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，c是电容很大的电容器。当s闭合与断开时，a、b灯泡的发光情况是()as刚闭合后，a亮一下又逐渐熄灭，b逐渐变亮bs刚闭合后，b亮一下又逐渐变暗，a逐渐变亮cs闭合足够长时间后，a和b一样亮ds闭合足够长时间后，a、b都熄灭答案a解析s刚闭合后，a、b都变亮，由于l产生自感电动势，a比b亮，之后电路逐渐稳定，a逐渐熄灭，b逐渐变亮，选项a正确，b错误。s闭合足够长时间后，电路稳定，l相当于一根导线，a被短路，a熄灭，b一直都是亮的，选项c、d错误。8如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片c、d分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为l，匀强磁场的磁感应强度为b，回路的总电阻为r，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则()a由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流b回路中感应电流大小不变，为c回路中感应电流方向不变，为cdrcd回路中有周期性变化的感应电流答案bc解析把铜盘看作闭合回路的一部分，在铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项a错误；铜盘切割磁感线产生的感应电动势为ebl2，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流i，由右手定则可判断出感应电流方向为cdrc，选项b、c正确，d错误。9将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是()a磁通量的变化量b磁通量的变化率c感应电流的大小d流过导体某横截面的电荷量答案ad解析将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，磁通量变化率不同，a正确，b错误；根据法拉第电磁感应定律，第二次线圈中产生的感应电动势大，根据欧姆定律可知第二次感应电流大，即i2i1，c错误；流过导体某横截面的电荷量qttt，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，d正确。10. 2017正定调研粗细均匀的导线绕成匝数为n、半径为r的圆形闭合线圈。线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为i，下列说法正确的是()a电流i与匝数n成正比b电流i与线圈半径r成正比c电流i与线圈面积s成正比d电流i与导线横截面积s0成正比答案bd解析由题给条件可知感应电动势为enr2，电阻为r，电流i，联立以上各式得i，则可知b、d项正确，a、c项错误。11如图xoy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为l的线框mnpq在外力f作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度bb0cosx(式中b0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为r。t0时刻mn边恰好在y轴处，则下列说法正确的是()a外力f为恒力bt0时，外力大小fc通过线框的瞬时电流id经过t，线框中产生的电热q答案bcd解析因线框沿x轴方向匀速运动，故ff安bmtitlbqtitlcos2，其中bmtb0cos，bqtb0cos，it，故f不是恒力，a错误。t0时，代入公式得，f，故b正确。iit，c正确。由电流的瞬时值表达式可知此电流为交流电，有效值i，又qi2rt，故经过t，线框中产生的电热q，d正确。二、非选择题(本题共2小题，共34分)12(15分)(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距l0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度b10.5 t。一根直金属杆mn以v2 m/s的速度向右匀速运动，杆mn始终与导轨垂直且接触良好。杆mn的电阻r11 ，导轨的电阻可忽略。求杆mn中产生的感应电动势e1。(2)如图乙所示，一个匝数n100的圆形线圈，面积s10.4 m2，电阻r21 。在线圈中存在面积s20.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度b2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势e2。(3)有一个r2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的导轨和图乙中的圆形线圈相连接，b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？求这种情况中a端的电势a。答案(1)0.3 v(2)4.5 v(3)与图甲中的导轨相连接时a端电势高a0.2 v解析(1)杆mn做切割磁感线的运动，e1b1lv产生的感应电动势e10.3 v。(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，e2ns2产生的感应电动势e24.5 v。(3)当电阻r与题图甲中的导轨相连接时，由右手定则可得a端的电势高于b端即大地的电势，而当电阻r与题图乙中的线圈相连接时，由楞次定律可知，此时a端的电势小于b端即大地的电势。故与图甲中的导轨相连接时a端电势高。此时，通过电阻r的电流i电阻r两端的电势差abira端的电势air0.2 v。132017万州区模拟(19分)如图甲所示，光滑导轨宽0.4 m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1 ，导轨电阻不计。t0时刻，ab棒从导轨最左端，以v1 m/s的速度向右匀速运动