高考物理一轮复习 专题44 法拉第电磁感应定律（练）（含解析）.doc

专题44 法拉第电磁感应定律1发电机利用水力、风力等动力推动线圈在磁场中转动，将机械能转化为电能这种转化应用了： （ ）电流的热效应电磁感应原理电流的磁效应磁场对电流的作用【答案】b【名师点睛】在动力作用下线圈在磁场中转动，从而将机械能转化为电能，实现磁生电的目标；发电机是磁生电，而电动机则是电生磁。2如图所示，半径为r的圆形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，其变化率为=k；纸面内的平行金属导轨ab、cd与磁场边界相切于o、o点，边长ab=2bc，导轨两端接有电阻均为r的两灯泡，构成回路，金属导轨的电阻忽略不计。则回路中： （ ）oocdabo1ra产生感应电动势，但无感应电流 b感应电流方向为abcdac感应电流的大小为 d感应电流的大小为【答案】d【解析】abcd构成闭合回路，回路中由磁通量的变化，故回路中由感应电流，a错；由楞次定律知磁通量增加时，感应电流形成的磁场与原磁场方向相反，故方向为adcba,b错；感应电动势为 ，故感应电流为,d对。【名师点睛】电荷量的计算计算通过导线横截面的电荷量一定要用平均电流乘以时间即由qt，n，可导出电荷量qn. 3如图所示，a、b、c是相同的白炽灯，l是自感系数很大，电阻很小的自感线圈，今将k闭合，下面说法正确的是： （ ）ab、c灯同时亮，a灯后亮ba、b、c灯同时亮，然后a灯逐渐变暗，最后熄灭ca灯一直不亮，只有b和c灯亮d以上说法都不对【答案】b【名师点睛】此题是对自感现象的考查；注意对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。4（多选）如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。ac之间连接一阻值为r的电阻。ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为b。当施垂直ef杆的水平向右的外力，使杆ef以速度v向右匀速运动时，下面说法正确的是： （ ）a. 杆ef所受安培力的大小为b杆ef所受水平外力的大小为c感应电流方向由f流向edabcd回路中磁通量的变化率为【答案】bcd【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律以及安培力的考查；关键是知道当导体棒匀速运动时，作用在导体棒上的外力与安培力大小相等，且外力的功率等于电功率；同时要掌握用右手定则判断感应电流方向的基本方法.5水平桌面上放着一个不闭合的单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，如图所示，磁铁s极距线圈平面5cm，此线圈内的磁通量为0.02wb在此高度将条形磁铁自由释放，当磁铁的s极到达线圈平面时，线圈内磁通量为0.12wb求：在这个过程中线圈中产生的感应电动势。（g取10m/s2)【答案】1v【解析】磁铁下落5cm所用的时间：根据法拉第电磁感应定律；可得感应电动势的大小e=1v；【名师点睛】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，只要求出条形磁铁从图示位置到放到线圈内这段过程中的磁通量的变化量，根据法拉第电磁感应定律：去进行求解本题是属于非常基础的题目，适合初学法拉第电磁感应定律的学生。1如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻r的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计，现依次经历以下四个过程：以速率移动d，使它与ob的距离增大一倍；再以速率移动c，使它与oa的距离减少一半；然后，再以速率2移动c，使它回到原处；最后以速率2移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻r的电量的大小依次为q1、q2、q3和q4，则： （ ）aq1=q2=q3=q4 bq1=q2=2q3=2q4c2q1=2q2=q3=q4 dq1q2=q32q4【答案】a【名师点睛】本题的方法是四个热量均用相同的量表示也可以用经验公式感应电量，分析磁通量变化大小来确定。2如图所示，边长为a的导线框abcd处于磁感应强度为b0的匀强磁场中，bc 边与磁场右边界重合现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为： （ ）a b c d【答案】b【解析】仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为 e1=b0av；仅使磁感应强度随时间均匀变化产生的感应电动势为据题线框中感应电流大小相等，则感应电动势大小相等，即e1=e2 解得故选b.【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律的应用问题；解决本题的关键要掌握法拉第电磁感应定律两种表达式，明确仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为 e=bav；只有磁场变化时，感应电动势为 。3粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为b，方向垂直于线框平面，图中abbc2cd2de2ef2fa2l。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是： （ ）aab两点间的电势差图中最大bab两点间的电势差图中最大c回路电流图中最大d回路电流图中最小【答案】a【解析】设线框的电阻为r图中：ab两点间的电势差等于外电压，其大小为，电流为；图中：ab两点间的电势差等于外电压的，其大小为，电流为；图中：ab两点间的电势差等于外电压的，其大小为，电流为；图中：ab两点间的电势差等于外电压的，其大小为，电流为图中ab两点间的电势差最大，图中电流最小，图中电流最大故a正确【名师点睛】本题要掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势公式，分析电势差与电动势的关系，也可以画出电路的等效电路图，根据等效电路图求解导线的电势降落4（多选）如图所示，l是自感系数很大、直流电阻可以忽略的线圈，下列说法正确的是： （ ）a、若断开，当闭合时，q灯逐渐亮起来b、若、闭合，稳定后p灯熄灭c、若、闭合，稳定后再断开的瞬间，q灯立即熄灭，p灯亮一下再熄灭d、若、闭合，稳定后再断开的瞬间，p灯和都亮一下才熄灭【答案】abc【名师点睛】本题要抓住线圈在电流变化时，产生自感电动势，就相当于一个电源做好本类题目时还要注意：线圈与哪种电器配合。5如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长为l的正方形。棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感应强度为b0。（1）若从t0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止。求棒中的感应电流大小及方向；（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当tt1 s末时需施加的垂直于棒的水平拉力为多大；（3）若从t0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化（写出b与t的关系式）。c d e f a b b0 【答案】（1）；方向 ba；（2）（3）【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律的应用问题；首先要掌握法拉第电磁感应定律的公式，并能判断感应电流的方向；知道当整个回路中磁通量不变时，回路中无感应电流产生.1【2017北京卷】图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，l1和l2为电感线圈。实验时，断开开关s1瞬间，灯a1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关s2，灯a2逐渐变亮，而另一个相同的灯a3立即变亮，最终a2与a3的亮度相同。下列说法正确的是： （ ）a图1中，a1与l1的电阻值相同b图1中，闭合s1，电路稳定后，a1中电流大于l1中电流c图2中，变阻器r与l2的电阻值相同d图2中，闭合s2瞬间，l2中电流与变阻器r中电流相等【答案】c【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象，根据楞次定律可知，感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时，会感应出逐渐减小的反向电流，使电流逐渐增大；电流突然减小时，会感应出逐渐减小的正向电流，使电流逐渐减小。2【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【解析】根据法拉第电磁感应定律可得，根据题意可得，故，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向。【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。3【2016全国新课标卷】（多选）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片p、q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻r的电流，下列说法正确的是： （ ）a若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定b若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动c若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化d若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在r上的热功率也变为原来的2倍【答案】ab【名师点睛】法拉第圆盘是课本上介绍的装置，在历次考试中多次出现；解题时要会进行电源的等效：相当于一条半径旋转切割磁感线，记住求解感应电动势的公式，并能搞清整个电路的结构。4【2015海南2】如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为，则等于： （ ）a1/2 b c1 d【答案】b【解析】设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为，故产生的感应电动势为，所以，b正确。【方法技巧】本题关键要准确理解公式中l的含义，知道l是有效的切割长度，即速度垂直方向上