2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：法拉第电磁感应定律自感涡流含解析.doc

教学资料范本2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：法拉第电磁感应定律自感涡流含解析编 辑：_时 间：_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)(20xx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)如图所示是研究通电自感实验的电路图、A1、A2是两个规格相同的小灯泡、闭合开关S、调节电阻R、使两个灯泡的亮度相同、调节可变电阻R1、使它们都正常发光、然后断开开关S、再重新闭合开关S、则()A闭合瞬间、A1立刻变亮、A2逐渐变亮B闭合瞬间、A2立刻变亮、A1逐渐变亮C稳定后、L和R两端电势差一定相同D稳定后、A1和A2两端电势差不相同BC根据题设条件可知、闭合开关S、调节电阻R、使两个灯泡的亮度相同、说明此时电阻R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大、断开开关S、再重新闭合开关S的瞬间、根据自感原理、可判断A2立刻变亮、而A1逐渐变亮、B项正确、A项错误；稳定后、自感现象消失、根据题设条件、可判断线圈L和R两端的电势差一定相同、A1和A2两端电势差也相同、C项正确、D项错误。9.(多选)如图所示、一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路、虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场、方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场、直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止、下列说法中正确的是()A感应电流方向为逆时针方向BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势的最大值EBdvD感应电动势的平均值BdvAD线圈进磁场过程、垂直平面向里的磁通量逐渐增大、根据楞次定律“增反减同”、感应电流方向为逆时针方向、选项A正确；CD端导线电流方向与磁场垂直、根据左手定则判断、安培力竖直向下、选项B错误；线圈进磁场切割磁感线的有效长度是线圈与MN交点位置的连线、进磁场过程、有效切割长度最长为半径、所以感应电动势最大值为、选项C错误；感应电动势的平均值、选项D正确。10.如图所示、由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd、固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ、在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动、滑动过程PQ始终与ab垂直、且与线框接触良好、不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大C设PQ左侧金属线框的电阻为r、则右侧电阻为3Rr；PQ相当于电源、其电阻为R、则电路的外电阻为R外、当r时、R外maxR、此时PQ处于矩形线框的中心位置、即PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大后减小。PQ中的电流为干路电流I、可知干路电流先减小后增大、选项A错误；PQ两端的电压为路端电压UEU内、因EBlv不变、U内IR先减小后增大、所以路端电压先增大后减小、选项B错误；拉力的功率大小等于安培力的功率大小、PF安vBIlv、可知因干路电流先减小后增大、PQ上拉力的功率也先减小后增大、选项C正确；线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率、因外电阻最大值为R、小于内阻R；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系、外电阻越接近内阻时、输出功率越大、可知线框消耗的电功率先增大后减小、选项D错误。11(20xx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 B C 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(20xx云南省统一检测)如图所示、匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中、磁场方向与线圈平面垂直、线圈P通过导线与阻值为R的电阻以及两平行金属板相