（讲练测）高考物理一轮复习 专题41 法拉第电磁感应定律（练）（含解析）.doc

专题41 法拉第电磁感应定律（练）1如图所示，电源的电动势为e，内阻为r，a、b是两个相同的小灯泡，l是一个自感系数很大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是： （ ）a开关闭合到电路中电流稳定的时间内，a灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定b开关闭合到电路中电流稳定的时间内，b灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定c开关由闭合到断开瞬间，a灯闪亮以下再熄灭d开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过a灯【答案】a【名师点睛】在判断此类型题目时，如果开关由断开到闭合，需要判断线圈和谁串联，则线圈对该电器有影响，对其他的没有影响，如果开关是从闭合到断开，此时线圈相当于一个电源，则需要判断哪些用电器和线圈能形成一个闭合回路.2（多选）如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行金属导轨上向右滑行，设整个电路总电阻保持不变，匀强磁场与导轨所在平面垂直，下列叙述正确的是： （ ）aab杆中的电流强度与速率v成正比b电路产生的电热功率与速率v成正比c磁场作用于ab杆的安培力与速率v的平方成正比d外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比【答案】ad【名师点睛】本题考查电磁感应中切割类问题，则ab棒是电源，外电路是电阻r，由法拉第电磁感应定律求出电动势，再由闭合电路的欧姆定律及电功、电功率的知识进行计算，安培力的计算要注意通过导体棒的电流、有效长度。3（多选）转笔（pen spinning）是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点o做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是： （ ）a 笔杆上的点离o点越近的，做圆周运动的向心加速度越小b 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的c 若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走d 若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差。【答案】ac【名师点睛】本题属于容易题，易得分。考查向心加速度公式，掌握向心力的来源，理解离心现象的条件及电磁感应现象，注意形成感应电流的条件，这些仍是高考要考查的核心知识点。利用生活中经常用到的物品来考查物理基本规律，显出新瓶装旧酒的意味。4（多选）如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨mn、pq相距l，在m、p之间接一个阻值为r的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为b.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一个水平向右的力f拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，f随ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，f0已知下列判断正确的是： （ ）a棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动b棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动c棒ab在ce之间可能先做加速度减小的运动，再做匀速运动d棒ab经过磁场的过程中，通过电阻r的电荷量为【答案】ac【解析】棒ab在ac之间运动时，由于穿过线圈的磁通量为零，所以没有感应电流，故只受拉力f作用，并且在区间内f恒定，故在ac之间做匀加速直线运动，a正确；当导体棒进入磁场后，若开始拉力大于安培力，在做加速运动，由于速度在增大，所以安培力在增大，所以加速度在减小，当安培力等于拉力时做匀速直线运动，若开始拉力等于安培力，则一直做匀速直线运动，若开始进入磁场时，拉力小于安培力，则做减速运动，速度减小，安培力减小，加速度减小，直到安培力等于拉力后，做匀速直线运动，b错误c正确；根据公式，联立可得，故d错误；【名师点睛】棒ab在ac之间运动时，水平方向只受到水平拉力的作用，做匀加速运动；进入磁场后受到水平拉力和安培力的作用，根据两个力的大小关系，可能存在三种情况；金属棒通过磁场的过程通过r上的电量5（多选）如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为l1 m，其右端连接有定值电阻r2 ，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度b1 t的匀强磁场中一质量m2 kg的金属棒在恒定的水平拉力f10 n的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是： （ ）a产生的感应电流方向在金属棒中由a指向bb金属棒向左做先加速后减速运动直到静止c金属棒的最大加速度为5 m/s2d水平拉力的最大功率为200 w【答案】acd【名师点睛】由右手定则判断感应电流的方向金属棒在拉力和安培力作用下运动，通过分析安培力的变化，判断加速度的变化，即可确定最大加速度当拉力等于安培力时，速度达到最大，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大小由求解拉力的最大功率.1（多选）如图所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨在平面，金属棒可沿导轨自由滑行，导轨一端跨接一个定值电阻r，导轨电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力f恒定，经时间后速度为，加速度为，最终以速度做匀速运动；若保持拉力的功率p恒定，棒由静止经时间后速度为，加速度为，最终也以速度做匀速运动，则： （ ）a b c d【答案】bd【名师点睛】分析清楚两种情况下的运动形式区别，然后根据牛顿第二定律和运动学规律求解，注意两种情况下导体棒最终匀速运动时所受拉力大小是相同的；本题可以和机车启动的两种方式进行类比解答，只不过机车启动时阻力不变，而该题中阻力为安培力，是不断变化的。2（多选）如图所示，在半径为r的半圆形区域内，有磁感应强度为b的垂直纸面向里的有界匀强磁场，pqm为圆内接三角形，且pm为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软导线组成（不考虑导线中电流间的相互作用）。设线圈的总电阻为r且不随形状改变，此时pmq37，已知sin370.6，cos370.8。则下列说法正确的是： （ ）p q o m r a穿过线圈pqm的磁通量为0.96br2b若磁场方向不变，只改变磁感应强度b的大小，且bb0kt（k为常数，k0），则线圈中产生的感应电流大小为c保持p、m两点位置不变，将q点沿圆弧顺时针移动到接近m点的过程中，线圈中感应电流的方向先沿逆时针，后沿顺时针d保持p、m两点位置不变，将q点沿圆弧顺时针移动到接近m点的过程中，线圈中不会产生焦耳热【答案】abc故b正确保持p、m两点位置不变，将q点沿圆弧顺时针移动到接近m点的过程中，pqm的面积先增大后减小，穿过线圈的磁通量先增大后减小，线圈中将产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，线圈中有感应电流，线圈要产生焦耳热，故c正确，d错误故选abc.【名师点睛】本题要掌握磁通量公式=bs，法拉第电磁感应定律、楞次定律，就能正确分析其中还用到数学上几何知识分析线圈面积的变化，确定磁通量的变化；此题是中等题，意在考查学生对基本理论的掌握程度及运用能力。3（多选）某学校操场上有如图所示的运动器械：两根长金属链条将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架上.静止时ab水平且沿东西方向.已知当地的地磁场方向自南向北斜向下跟竖直方向成45，现让ab随链条荡起来，跟竖直方向最大偏角45，则下列说法正确的是： （ ）a当ab棒自南向北经过最低点时，ab中感应电流的方向是自西向东b当链条与竖直方向成45时，回路中感应电流一定为零c当ab棒自南向北经过最低点时，安培力的方向与水平向南的方向成45斜向下d在ab棒运动过程中，不断有磁场能转化为电场能【答案】bc【解析】当ab棒自南向北经过最低点时，由右手定则知电流方向自东向西，故a错误；当ab运动方向与b方向垂直时感应电流最大，当链条偏南与竖直方向成45时，ab运动方向（沿圆轨迹的切线方向）与磁场方向平行，此时感应电流为零，最小，故b正确；当ab棒自南向北经过最低点时，由左手定则知安培力的方向与水平向南的方向成45斜向下，c正确；在ab棒运动过程中，不断有机械能转化为电场能，故d错误；【名师点睛】本题属于左手定则和右手安培定则的应用，判断力的方向用左手，判断其它物理量的方向用右手.4如图所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图像的金属导线ab连接，其余部分未与杆接触。杆电阻不计，导线电阻为r，ab间距离为2l，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d，在导线和杆平面内有一有界磁场区域，磁场的宽度为l，磁感应强度为b，现在外力f作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t=0时刻导线开始进入磁场，直到全部穿过磁场过程中，外力f所做功为： （ ）a b c d【答案】c【名师点睛】该题是以另外一种形式考察了交变电流的做功问题，解决此题的关键是把整个过程进行合理分段，分别求出各段的电动势的有效值，即可求出全过程的电功了难度较大5（多选）如图甲所示，两条足够长得光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l=1m，两导轨上端接有电阻，阻值r=2，虚线下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为2t，现将质量为m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab，从上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻，已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系如图乙所示，重力加速度，则： （ ）a金属杆刚进入磁场时的速度为1m/sb下落了0.3m时速度为5m/sc金属杆下落0.3m的过程中，在电阻r上产生的热量为0.2875jd金属杆下落0.3m的过程中，通过电阻r的电荷量为0.05c【答案】ac杆自由下落的距离满足，解得，所以杆在磁场中运动的距离，根据法拉第电磁感应定律可得：通过电阻r的电荷量，解得，d错误；【名师点睛】本题要根据图象的信息读出加速度和杆的运动状态，由牛顿第二定律、安培力、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒等多个知识综合求解，综合较强.1【2016北京卷】如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度b随时间均匀增大。两圆环半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为ea和eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是： （ ）aea:eb=4:1，感应电流均沿逆时针方向bea:eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向cea:eb=2:1，感应电流均沿逆时针方向dea:eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向【答案】b【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用【方法技巧】对于楞次定律，一定要清楚是用哪个手判断感应电流方向的，也可以从两个角度理解，一个是增反减同，一个是来拒去留，对于法拉第电磁感应定律，需要灵活掌握公式，学会变通。2【2015安徽19】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【答案】b【名师点睛】电磁感应选择题是高考每年必出的，导体棒切割磁感线应该是有效长度，容易出错，而算安培力时则必须是实际长度，另外不要忘记公式.3【2015重庆4】题图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为.若在到时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差 ： （ ）a恒为 b 从0均匀变化到c恒为 d从0均匀变化到【答案】c【解析】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得，而等效电源内部的电流由楞次定理知从，即b点是等效电源的正极，即，故选c。【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律。【规律总结】电磁感应共分两种情况：动生问题（棒切割磁感线）产生的电动势，方向由右手定则；感生问题（磁感应强度的变化）的电动势，方向由楞次定律。而电流方向都是等效电源内部负极流向正极的方向。4【2014四川6】（多选）如图所示，不计电阻的光滑u形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板h、p固定在框上，h、p的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆cd恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1。此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是b =（0.4 -0.2t）t，图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则： （ ）at = 1s时，金属杆中感应电流方向从c至dbt = 3s时，金属杆中感应电流方向从d至cct = 1s时，金属杆对挡板p的压力大小为0.1ndt = 3s时，金属杆对挡板h的压力大小为l.2n【答案】ac【考点定位】 法拉第电磁感应定律 欧姆定律 物体平衡 安培力【方法技巧】理解楞次定律的“增反减同”的原理，以及安培力的计算公式f=bil。5【2016全国新课标卷】（14分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为l，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上