（新课标）2018年高考物理总复习 课时达标检测（五十八）法拉第电磁感应定律（重点突破课）.doc

课时达标检测(五十八) 法拉第电磁感应定律 (重点突破课)一、单项选择题1.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由b均匀地增大到2b。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()a.b.c. d.解析：选b根据法拉第电磁感应定律en得enn，所以b项正确。2.如图所示，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c当线框绕过圆心o的转动轴以角速度匀速转动时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流。设半圆的半径为r，导线框的电阻为r，即i1。当线框不动，磁感应强度变化时，i2，因i1i2，可得，选项c正确。3.(2014安徽高考)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场b，环上套一带电荷量为q的小球。已知磁感应强度b随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()a0 b.r2qkc2r2qk dr2qk解析：选d变化的磁场产生的感生电动势为er2kr2，小球在环上运动一周感生电场对其所做的功wqeqkr2，d项正确，a、b、c项错误。4.(2017湖南十校联考)金属杆ab水平放置在某高处，当它被平抛进入方向竖直向上的匀强磁场中时(如图所示)，忽略空气阻力，以下说法正确的是()a运动过程中感应电动势大小不变，且abb运动过程中感应电动势大小不变，且abc由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且abd由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且ab解析：选a金属杆做平抛运动，水平方向匀速垂直切割磁感线运动，产生的感应电动势大小不变，由右手定则知，a端电势比b端高，竖直方向平行磁感线运动，不产生感应电动势，故在运动过程中产生的感应电动势大小不变，并且a端电势比b端高，即选项a正确，b、c、d错误。5.(2015安徽高考)如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为b，导轨电阻不计，已知金属杆mn倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则()a.电路中感应电动势的大小为b.电路中感应电流的大小为c.金属杆所受安培力的大小为d.金属杆的热功率为解析：选b金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为eblv(l为切割磁感线的有效长度)，选项a错误；电路中感应电流的大小为i，选项b正确；金属杆所受安培力的大小为fbilb，选项c错误；金属杆的热功率为pi2r，选项d错误。6.(2015全国卷)如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为b，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为ua 、ub、uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()a.uauc，金属框中无电流b.ubuc，金属框中电流方向沿abcac.ubcbl2，金属框中无电流d.ubcbl2，金属框中电流方向沿acba解析：选c金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项b、d错误。转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断uauc，ubuc，选项a错误。由转动切割产生感应电动势的公式得ubcbl2，选项c正确。二、多项选择题7.(2017贵阳监测)如图所示的电路中，电源电动势为e，内阻为r，线圈l的电阻不计。以下判断正确的是()a.闭合s，稳定后，电容器的a极板带正电b.闭合s，稳定后，电容器两端电压小于ec.断开s的瞬间，通过r1的电流方向向右d.断开s的瞬间，通过r2的电流方向向右解析：选bc闭合s稳定后，电容器相当于断路，线圈l相当于短路，所以电容器b极板与电源正极相连，带正电荷，a项错误；电源有内阻，电容器两端电压等于电路的路端电压，小于电源电动势，b项正确；断开s瞬间，电容器与r2构成回路放电，通过r2的电流方向向左，d项错误；断开s瞬间，由于自感现象，线圈l相当于临时电源，阻碍原来的电流减小，通过线圈的电流方向不变，r1与线圈l构成回路，所以通过r1的电流方向向右，c项正确。8.(2017苏北三市模拟)如图所示的电路中，电感l的自感系数很大，电阻可忽略，d为理想二极管，则下列说法正确的有()a.当s闭合时，l1立即变亮，l2逐渐变亮b.当s闭合时，l1一直不亮，l2逐渐变亮c.当s断开时，l2立即熄灭d.当s断开时，l1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭解析：选bd当s闭合时，因二极管加上了反向电压，故二极管截止，l1一直不亮，通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得l2逐渐变亮，选项b正确，a错误；当s断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过l1的电流要在l2l1dl之中形成新的回路，故l1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项c错误，d正确。9.(2014江苏高考)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()a.增加线圈的匝数b.提高交流电源的频率c.将金属杯换为瓷杯d.取走线圈中的铁芯解析：选ab当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项a正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项b正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项c错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项d错误。10.如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为s的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻r相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是()a.流过电阻r的感应电流由a到bb.线框cd边受到的安培力方向向上c.感应电动势大小为d.ab间电压大小为解析：选ad穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律可得产生的感应电流沿逆时针方向，故流过电阻r的感应电流由a到b，a正确；电流是从c到d，根据左手定则，可得线框cd边受到的安培力方向向下，b错误；根据法拉第电磁感应定律可得en，根据欧姆定律可得ab间电压大小为ue，故c错误，d正确。三、计算题11.如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数n100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 。磁感应强度b随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：(1)3 s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热q。解析：(1)3 s时感应电动势e1n磁通量的变化量1b1s解得e1n，代入数据解得e15 v感应电流方向为abcda。(2)在15 s内线圈中的感应电动势e2nn感应电流i2，电荷量qi2t2解得qn，代入数据解得q10 c。(3)01 s内线圈中的感应电动势e3nn10 v01 s内线圈中的感应电流i35 a01 s内线圈产生的焦耳热q1i32rt350 j15 s内线圈产生的焦耳热q2i22rt250 jqq1q2100 j。答案：(1)5 vabcda(2)10 c(3)100 j12.(2015广东高考)如图甲所示，平行长直金属导轨水平放置，间距l0.4 m。导轨右端接有阻值r1 的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为l。从0时刻开始，磁感应强度b的大小随时间t变化，规律如图乙所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v1 m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势e；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力f，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。解析：(1)正方形磁场的面积为s，则s0.08 m2。在棒进入磁场前，回路中的感应电动势是由于磁场的变化而产生的。由bt图像可知0.5 t/s，根据en，得回路中的感应电动势es0.50.08 v0.04 v。(2)当导体棒通过bd位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大。此时感应电