2022版高考物理一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流练习含解析新人教版

1、第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流一、选择题(本题共9小题，16题为单选，79题为多选)1如图所示，乘坐高铁时要经过安检。探测器内有通电线圈，只有当探测器靠近金属材料的物体时，报警器才会发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是(d)a金属探测器利用的是电流的热效应现象b金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用c金属探测器利用的是静电感应现象d金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化解析线圈通电后会产生磁场，当有金属物体进入磁场时，通过金属物体横截面的磁通量发生变化，金属物体内部会产生涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，由此判断是否有金属物体

2、，d项正确。22019年10月1日建国70周年阅兵盛典时，我国的“空警2000”在长安街上空飞过。如果“空警2000”机翼水平，以4.5102km/h的速度自东向西飞行，已知该飞机的翼展为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7105t，则下列说法正确的是(c)a两翼尖之间的电势差约为2.9 vb两翼尖之间的电势差约为1.1 vc飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高d飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低解析飞机的飞行速度为4.5102km/h125 m/s，飞机两翼尖之间的电动势为eblv4.710550125 v0.29 v，a、b项错误；飞机从东向西飞行，磁场竖直向下，根据右手

3、定则可知飞机左方翼尖的电势高于右方翼尖的电势，c项正确，d项错误。3(2020北京平谷质量监控)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻r。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，金属棒ab始终保持静止。下列说法正确的是(b)a当b均匀增大时，金属棒ab中的电流增大b当b增大时，金属棒ab中的感应电流方向由a到bc当b减小时，金属棒ab中的电流一定减小d当b不变时，金属棒ab受到水平向右的静摩擦力解析由于磁感应强度均匀增大，不变，根据法拉第电磁感应定律e得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故a错误；磁感应强度增大，穿过线

4、框的磁通量增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，故b正确；若b均匀减小，根据法拉第电磁感应定律e可知，电流不变，故c错误；当b不变时，穿过线框的磁通量不变，电路中无电流，金属棒不受安培力，也不受摩擦力作用，故d错误。故选b。4如图所示，等边三角形导体框abc边长为l，bdac，导体框绕轴bd以角速度匀速转动，导体框所在空间有竖直向上、磁感应强度为b的匀强磁场。下列说法正确的是(d)a导体框中有感应电流b导体框中产生正弦交变电流ca、d两点间电势差为0da、d两点间电压为bl2解析由于导体框平面始终与磁场方向平行，则穿过导体框的磁通量始终为零，即导体框中无感应电池，a错误，b错误；

5、由导体棒在磁场中转动切割磁感线产生感应电动势可知，a、d两点间的电压为eb()2bl2，c错误，d正确。5(2018全国卷)如图，导体轨道opqs固定，其中pqs是半圆弧，q为半圆弧的中点，o为圆心。轨道的电阻忽略不计。om是有一定电阻、可绕o转动的金属杆，m端位于pqs上，om与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为b。现使om从oq位置以恒定的角速度逆时针转到os位置并固定(过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从b增加到b(过程)。在过程、中，流过om的电荷量相等，则等于(b)abcd2解析在过程中，根据法拉第电磁感应定律，有e1根据闭合电路欧姆定律，

6、有i1且q1i1t1在过程中，有e2i2q2i2t2又q1q2，即所以。6在半径为r、电阻为r的圆形导线框内，以竖直直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的方向为磁场的正方向，两部分磁场的磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示。则0t0时间内，导线框中(c)a没有感应电流b感应电流方向为逆时针c感应电流大小为d感应电流大小为解析根据楞次定律可知，导线框左边产生的感应电流沿顺时针方向，导线框右边产生的感应电流也沿顺时针方向，则整个导线框中的感应电流沿顺时针方向，a、b错误；由法拉第电磁感应定律可知，导线框中产生的感应电动势为导线框左、右两边产生的感应电动势之和，

7、即e2s2，由闭合电路欧姆定律可得，感应电流大小为i，c正确、d错误。7(2021湖北武汉武昌区联考)如图所示是用电流传感器(相当于电流表，其内阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路。图中两个电阻的阻值均为r，l是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为r。图甲、乙、丙、丁是某同学画出的在t0时刻开关s切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是(bc)a图甲是开关s由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况b图乙是开关s由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况c图丙是开关s由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况d图丁是开关s

8、由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况解析本题考查自感现象中的电流图像。开关s由断开变为闭合，传感器2这一支路立即有电流，线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流(通过传感器1的电流)也要慢慢增加，故a错误，b正确；开关s由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即消失，而线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的减小，该电流又通过传感器2，电流的方向与之前相反而且通过传感器2的电流逐渐减小，故c正确，d错误。8(2020山东济南4月模考)如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中，电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为e

9、，内阻为r，定值电阻为r。先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是(bc)a闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动b闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流为零c断开开关时，a点电势低于b点电势d断开开关后，流过电阻r上的电流方向与原电流方向相反解析闭合开关时，铜圆盘中有电流经过，圆盘中电流方向沿半径向外，根据左手定则可知，从上往下看圆盘顺时针转动，故a错误；闭合开关转速稳定时，圆盘不受安培力作用，根据fbil可知流过圆盘的电流为零，故b正确；断开开关时，从上往下看，圆盘顺时针转动，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，由右手定则知，圆盘中电流方向沿半径向里，所以a点电

10、势低于b点电势，故c正确；闭合开关时，流过电阻r上的电流方向从b点经电阻r到a点；断开开关时，a点电势低于b点电势，流过电阻r上的电流方向从b点经电阻r到a点，所以断开开关后，流过电阻r上的电流方向与原电流方向相同，故d错误。故选b、c。9(2020湖南永州月考)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。下列说法正确的是(

11、bc)a磁感应强度的大小为0.5 tb导线框运动的速度的大小为0.5 m/sc磁感应强度的方向垂直于纸面向外d在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 n解析由题图(b)可知，导线框运动的速度大小v m/s0.5 m/s，b项正确；导线框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由eblv，得b t0.2 t，a项错误；由图可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，c项正确；在0.40.6 s这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小ia2 a，则导线框受到的安培力fbil0.220.1 n0.04 n，

12、d项错误。二、非选择题10(2021重庆模拟)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bc边平行于x轴。bcl0、abl，l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。答案(1)2nb0lv(2)方向沿x轴正方向解析本题考查双杆切割磁感线的问题。(1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动，切割磁感线的速度大小为v，线框的两条边均产生电动势，且电动势同向，任意时刻线框中总的感应电动势大小为e2nb0lv，导线中的电流大小为i。(2)线框所受安培力的大小为f2nb0li，由左手定则判断，线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向。11平行金属导轨宽度l1 m，固定在水平面内，左端a、c间接有r4 的电阻，金属棒de质量m0.36 kg，电阻r1 ，垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5，到ac的距离x1.5 m。匀强磁场与水平