（江苏专用）2021版高考物理一轮复习 课后限时集训29 法拉第电磁感应定律 自感 涡流.doc

课后限时集训29法拉第电磁感应定律自感涡流建议用时：45分钟1.(多选)如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化。下列说法正确的是()a当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小b当磁感应强度增加时，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ad线框中的感应电动势为es，设线框的电阻为r，则线框中的电流i，因为b增大或减小时，可能减小，可能增大，也可能不变，故选项a、d正确。2.如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴mn恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴mn匀速转过90。为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势相等，则()av1v22 bv1v22cv1v212 dv1v221a第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，线框中的感应电动势恒定，有1e1blv1。第二次以线速度v2让线框绕轴mn匀速转动90，所需时间t，线框中的磁通量变化量blbl2，产生的平均电动势2。由题意知12，可得v1v22，a正确。3.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻r，导轨电阻可忽略不计。mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。现对mn施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动。令u表示mn两端电压的大小，下列说法正确的是()aublv，流过固定电阻r的感应电流由b经r到dbublv，流过固定电阻r的感应电流由d经r到bcmn受到的安培力大小fa，方向水平向右dmn受到的安培力大小fa，方向水平向左a根据电磁感应定律，mn产生的电动势eblv，由于mn的电阻与外电路电阻相同，所以mn两端的电压ueblv，根据右手定则，流过固定电阻r的感应电流由b经r到d，故a正确，b错误；mn受到的安培力大小fabilbl，方向水平向左，故c、d错误。4.电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，l是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡d的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在t0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在tt1时刻断开开关s。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中，可能正确的是()abcdd闭合s瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡d的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。tt1时刻断开开关s，由于自感现象，原来通过线圈l的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。d图符合题中情况。5(多选)(2019盐城调研)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()甲乙a电容器c的电荷量大小始终没变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右后向左ad由题图乙可知，磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，由c可知，感应电动势不变，电容器的电压u不变，则电荷量大小不变，故a正确；根据楞次定律可知mn中的感应电流方向由n到m，电容器的a极板一直带正电，故b错误；感应电流不变，由于磁感应强度的大小先减小后增大，mn所受安培力fbil，所以安培力的大小先减小后增大，方向先向右后向左，故c错误，d正确。6(多选)如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中。磁感应强度b随时间t的变化关系如图乙所示。则以下说法正确的是()甲乙a导线圈中产生的是交变电流b在t2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 vc在02 s内通过导线横截面的电荷量为20 cd在t1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 wacd在02 s内，磁感应强度变化率为1 t/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为e1ns1000.121 v1 v；在23 s内，磁感应强度变化率为2 t/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为e2ns1000.122 v2 v。导线圈中产生的感应电流为方波交变电流，选项a正确；在t2.5 s时，产生的感应电动势为e22 v，选项b错误；在02 s内，感应电流i10 a，通过导体横截面的电荷量为qit120 c，选项c正确；在t1 s时，导线圈内感应电流的瞬时功率puii2r1020.1 w10 w，选项d正确。7.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，b0.2 t，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计。若cd杆以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀加速直线运动，则：(1)在5 s内平均感应电动势是多少；(2)第5 s末，回路中的电流多大；(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？解析(1)5 s内的位移xat225 m，5 s内的平均速度v5 m/s故平均感应电动势eblv0.4 v。(2)第5 s末：vat10 m/s，此时感应电动势eblv则回路电流为i a0.8 a。(3)杆做匀加速运动，则ff安ma，即fbilma0.164 n。答案(1)0.4 v(2)0.8 a(3)0.164 n8(多选)(2019江苏金陵中学高考模拟)如图所示电路中，p为发光氖泡，发光电压u60 v，l为自感系数很大、电阻不为零的电感线圈，直流电源电动势e6 v。接通开关s，氖泡不亮；稳定时，l中电流恒定为i0；断开s时，氖泡能短时间内发光。关于该现象，下列说法正确的有()as接通瞬间，l中电流是逐渐增加的bs接通稳定时，p两端电压为零cs断开瞬间，氖泡p发光时电流最大值可能超过i0ds断开瞬间，氖泡p发光时电流从右向左ads接通瞬间，线圈l中的电流从无到有发生变化，线圈l中产生的自感电动势对电流的增大有阻碍作用，所以通过线圈l的电流慢慢变大，故选项a正确；s接通稳定时，由于电感线圈的电阻不为零，电感线圈两端电压不为零，所以发光氖泡两端电压不为零，故选项b错误；s断开前，线圈l中电流恒定为i0，s断开瞬间，线圈l由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流将从原来的i0逐渐减小，方向不变，且由于它和氖泡p构成回路，通过氖泡p的电流和线圈l中的电流大小相同，也从i0逐渐减小，通过氖泡p的电流从右向左，故选项d正确，c错误。9(多选)(2019南京三模)目前无线电能传输技术已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电能，两个感应线圈可以放置在左右相邻位置，如图所示。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电，不计线圈的电阻。已知无线长直线电流在空间中所产生的磁场磁感应强度b，下列说法正确的是()a若a线圈中输入恒定电流，b线圈中就会产生感应电动势b只有a线圈中输入变化的电流，b线圈中才会产生感应电动势c在电能传输中，若只增加a、b间的距离，b线圈中感应电动势变大d若只增加a线圈中电流的变化率，b线圈中感应电动势变大bd根据法拉第电磁感应定律可知，只有穿过b线圈的磁通量发生改变，才能产生感应电动势，所以a线圈中应输入变化的电流，b正确，a错误；在a线圈上选取非常短的一段，则此时可看成直线电流，无限长直线电流在空间中所产生的磁场磁感应强度b，又由于b线圈中的感应电动势enns，分析可知只增加a、b间的距离，b线圈中的感应电动势变小，c错误；根据法拉第电磁感应定律可知，b的感应电动势enns，可知影响b线圈感应电动势大小的是空间中磁感应强度的变化率，只增加a线圈中电流的变化率时，空间中磁感应强度的变化率增大，所以b线圈中感应电动势变大，d正确。10.(多选)(2019盐城二模)如图所示，a、b为相同的灯泡，c为电容器，l为电感线圈(其直流电阻小于灯泡电阻)。下列说法中正确的有()a闭合开关，b立即发光b闭合开关，电路稳定后，a中没有电流c电路稳定后，断开开关，b变得更亮后再熄灭d电路稳定后，断开开关，a中电流立即为零ac闭合开关s的瞬时，电容器c充电，相当于短路；而电感l阻碍电流的增加，相当于断路，则b先发光；电路稳定后，电容器充电完毕相当于断路，则a中有电流，选项a正确，b错误；电路稳定后，断开开关，则电感l与灯泡b组成新的回路，因电路稳定时l中的电流大于b的电流，则断开s时，b变得更亮后再熄灭，选项c正确；电路稳定后，断开开关，由于电容器放电，则a中电流不会立即为零，选项d错误。11.(2019龙岩市3月模拟)如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为b。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为m、n，并与导轨成角。金属杆以 的角速度绕n点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆单位长度的电阻为r。则在金属杆转动过程中()am、n两点电势相等b金属杆中感应电流的方向由n流向mc电路中感应电流的大小始终为d电路中通过的电荷量为a根据题意可知，金属杆mn为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路短路，m、n两点电势相等，故选项a正确；根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由m流向n，故选项b错误；由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，回路中的感应电流逐渐变小，故选项c错误；因为导体棒mn在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，不能根据q计算通过电路的电荷量，故选项d错误。12.如图所示，匀强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。为了产生与线框运动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. bc. dc设半圆弧的半径为r，线框匀速转动时产生的感应电动势e1b0rvb0rb0r2。当磁感应强度大小随时间线性变化时，产生的感应电动势e2sr2，要使两次产生的感应电流大小相等，则e1e2，即b0r2r2，解得，选项c正确，a、b、d错误。13.(2019江苏南京师大附中高考模拟)1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机。如图所示为一圆盘发电机对小灯泡供电的示意图，铜圆盘可绕竖直铜轴转动，两块铜片c、d分别与圆盘的竖直轴和边缘接触。已知铜圆盘半径为l，接入电路中的电阻为r，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为b，小灯泡电阻为r。不计摩擦阻力，当铜圆盘以角速度沿顺时针方向(俯视)匀速转动时，求：(1)铜圆盘的铜轴与边缘之间的感应电动势大小e；(2)流过小灯泡的电流方向，以及小灯泡两端的电压u；