优化探究高考物理一轮复习 10.2法拉第电磁感应定律知能检测.doc

10.2法拉第电磁感应定律随堂演练1(2014年阜阳模拟)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法中正确的是()a. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关b电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作c金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物d电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗解析：涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项a正确、b错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热食物，故选项c、d错误答案：a2矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示，则()a从0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcbab从0到t1时间内，导线框中电流越来越小c从t1到t2时间内，导线框中电流越来越大d从t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变解析：从0到t1时间内，垂直于纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律可判断，导线框内产生顺时针方向的感应电流，故a项正确；由公式es，i，由于磁场均匀减小，为一恒定值，线框中产生的感应电流大小不变，故b、c项错误；磁感应强度b均匀变化，由公式fbilbc知：bc边受的安培力是变化的，故d项错误答案：a3(2013年高考北京理综)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e1e2分别为()aca,21bac,21cac,12 dca,12解析：金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势eblv，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则由右手定则判断可得，电阻r上的电流方向为ac，由eblv知，e1blv，e22blv，则e1e212，故选项c正确答案：c4如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡l未被烧毁，电容器c未被击穿，则该过程中()a感应电动势将不变b灯泡l的亮度变大c电容器c的上极板带负电d电容器两极板间的电场强度将减小解析：当导体棒ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体棒a端的电势高，电容器c的上极板带正电；由公式eblv知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡l的亮度变大，由于场强e，电容器两极板间的电场强度将变大故b正确，a、c、d错答案：b限时检测 (时间：45分钟，满分：100分)命题报告教师用书独具知识点题号法拉第电磁感应定律的理解2、3、7en/t的应用5、9、11eblv的应用1、4、6、8导体棒切割类综合分析10、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻r，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻r的电流是()a.b.c. d.解析：导体棒与磁场垂直，速度与磁场垂直且与棒长度方向垂直，由eblv，l得i，d正确答案：d2(2014年合肥模拟)下图中甲丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是()a图甲中回路产生的感应电动势恒定不变b图乙中回路产生的感应电动势一直在变大c图丙中回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势d图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：磁通量随时间t变化的图象中，斜率表示感应电动势，所以图甲中不产生感应电动势，图乙中产生恒定的感应电动势，图丙中0t1时间内的感应电动势大于t1t2时间内的感应电动势，图丁中感应电动势先变小再变大答案：d3将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律en,t)知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，a错；感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，b错误，c正确；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，d错误答案：c4. 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 t一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()a电压表记录的电压为5 mv，河南岸的电势较高b电压表记录的电压为9 mv，河北岸的电势较高c电压表记录的电压为9 mv，河南岸的电势较高d电压表记录的电压为5 mv，河北岸的电势较高解析：由eblv4.51051002 v9103 v再由右手定则可判断河北岸电势高，故b项正确答案：b5如图所示，p、q是两根竖直且足够长的金属杆(电阻忽略不计)，处在垂直纸面向里的匀强磁场b中，mn是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，p、q的输出端a、b和mn的输入端c、d之间用导线相连，a是在mn的正下方水平放置在地面上的金属圆环现将金属棒ef由静止释放，在下滑中始终与p、q杆良好接触且无摩擦在金属棒释放后下列说法正确的是()aa环中有大小不变的感应电流ba环中有越来越大的感应电流ca环对地面的压力先减小后增大至恒定值da环对地面的压力先增大后减小至恒定值解析：金属棒ef从静止释放后，产生感应电流i，受力分析得mgbilma，故其做a减小的加速运动，当a0后做匀速运动mn螺线管上的电流i，随v增大而增大，故a上产生与螺线管上相反的感应电流，由于反向电流相互排斥，a环受到斥力，故对地面的压力增大，当ef匀速运动时，电路中电流恒定，a环上不再产生感应电流，对地面的压力大小等于重力c项错误，d项正确由于a环上产生的i感正比于mn上电流的变化率，mn上电流的变化率由决定，由此知ia逐渐减小，a、b项错误。答案：d6如图所示，长为l的金属导线上端悬于c点，下端系一小球a，在竖直向下的匀强磁场中做圆锥摆运动，转动方向如图所示，导线与竖直方向的夹角为，摆球的角速度为，磁感应强度为b，则金属导线中产生感应电动势的高电势端及大小为()ac点bl2bc点bl2sin2ca点bl2 da点bl2sin2解析：由右手定则可判断ca，即c端的电势高于a端的电势；金属导线切割磁感线的有效长度为lsin ，所以导线中产生的感应电动势为：eb(lsin )2bl2sin2 ，故b正确答案：b7如图所示，在方向垂直纸面向里，磁感应强度为b的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长adl，cd2l.线框导线的总电阻为r.则线框离开磁场的过程中，下列说法中不正确的是()a流过线框截面的电量为b线框中的电流在ad边产生的热量为c线框所受安培力的合力为dad间的电压为解析：线框离开磁场的过程中，感应电动势e2blv，由电路知识可知ad间的电压为，线框所受安培力的合力为fbi(2l)，产生的热量qi2rt，t，qad，所以qad.通过的电量q.答案：c8如图所示，金属三角形导轨cod上放有一根金属棒mn，拉动mn使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，则在mn运动过程中闭合电路的()a感应电动势保持不变b感应电流逐渐增大c感应电流将保持不变d感应电流逐渐减小解析：拉动mn使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，t时刻，导体棒切割磁感线的有效长度lvttan ，产生的感应电动势eblvbv2ttan ，感应电动势逐渐增大，选项a错误；粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，单位长度电阻相同，设为r，回路总电阻r总r(vttan vt/cos vt)r(tan 1/cos 1)vt，产生的感应电流ie/r总是一恒量，选项c正确，b、d错误答案：c9在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 .规定线圈中感应电流i的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示磁场的磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示则以下说法正确的是()a在时间02 s内，i的最大值为0.02 ab在时间35 s内，i的大小越来越小c前2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 cd第3 s内，线圈的发热功率最大解析：线圈所围面积不变，因磁场的磁感应强度b随时间t的变化，引起磁通量的变化由法拉第电磁感应定律，en，其大小由图象的斜率决定，在t0时，斜率最大，且0.1 t/s，则im0.01 a，a错误；在时间35 s内，一定，产生恒定电流，b错误；第3 s内，0，没有感应电流，d错误；前2 s内，qtt0.01 c，c正确. 答案：c10如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个定值电阻r，匀强磁场垂直于导轨所在平面，将ab棒在导轨上无初速度释放，当ab棒下滑到稳定状态时，速度为v，电阻r上消耗的功率为p.导轨和导体棒电阻不计下列判断正确的是()a导体棒的a端比b端电势低bab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动c若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的d若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的2倍解析：导体棒下滑切割磁感线，产生感应电动势相当于电源，由右手定则知a端为正极，b端为负极，a项错误感应电动势eblv，i，对ab受力分析有mgsin ma，则知导体棒做加速度减小的加速运动，当a0时，mgsin ，得：vm，若b增大为原来的2倍，稳定状态时速度变为原来的，所以b项正确，c项错若质量增大为原来的2倍，导体棒稳定时的速度为原来的2倍，r的功率p，可知功率变为原来的4倍，d项错答案：b二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距l10.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为l20.8 m，整个闭合回路的电阻为r0.2 ，磁感应强度为b01 t的匀强磁场竖直向下穿过整个回路ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m0.04 kg的物体，不计一切摩擦，现使磁场以0.2 t/s的变化率均匀地增大求：(1)金属棒上电流的方向(2)感应电动势的大小(3)物体刚好离开地面的时间(g10 m/s2)解析：(1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d.(2)由法拉第电磁感应定律得：es0.08 v(3)物体刚好离开地面时，其受到的拉力fmg而拉力f又等于棒所受的安培力即mgf安bil1其中bb0ti解得t5 s答案：(1)由a到d(2)0.08 v(3)5 s12(15分)(2014年铜陵模拟)磁场在xoy平面内的分布如图所示，其磁感应强度的大小均为b0，方向垂直于xoy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为l0，整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd，线框的bclb、abl，lb略大于l0，总电阻为r，线框始终保持静止求：(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；(2)线框所受安培力的大小和方向解析：(1)线