2019版高考物理总复习第30课法拉第电磁感应定律练习

1、第 30 课 法拉第电磁感应定律1.根据法拉第电磁感应定律判断影响感应电动势的因素(1)(经典题，4 分)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答案：C解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E=n，即感应电动势的大小与线圈的匝数有关，故 A 项错误。同时可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率有关，磁通量变化 越快，感应电动势越大，故

2、 C 项正确。感应电动势与磁通量大小无关，取决于磁通量的变化 率，穿过线圈的磁通量大，如果磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，故B 项错误。根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当原磁通量 增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向 与原磁场方向相同，即“增反减同”，故D 项错误。AS122 .根据E=Blv、E=?BI3和E=nB计算动生电动势a .根据E=Blv计算导线平动切割磁感线产生的动生电动势(2)(多选)(经典题，6 分)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为F0。圆环水平固定放

3、置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动， 杆始终有两点与圆环良好接触。 从圆环中心0开始，杆的位置由0确定，如图所示，贝 U ()A.0= 0 时，杆产生的电动势为 2BavB.0 =n时，杆产生的电动势为3Bav一3E2avC.0= 0 时，杆受的安培力大小为 -2(n+2)尺3答案：AD解析：当0= 0 时，杆处于圆环直径CD处，则杆切割磁感线产生的电动势为E= 2Bav,故nA 项正确。当0=石时，杆切割磁感线的有效长度为IEF，如图所示。根据几何关系，3(:I)可得IEF=acos 60 2=a,所以杆切割磁感线产生

4、的电动势为E=Bav,故 B 项错误。当0= 0 时，由于单位长度电阻均为R),所以电路中总电阻为R总总1= (2 +n)aR。根据闭合电路E2Bav2Bv一欧姆定律，可得通过杆的感应电流为11=,所以杆受的安培R、i(2+ n )aR(2+ n )R)力大小为F安安i=BIi 2a=4Bav，故 C 项错误。当0=号时，电路中总电阻为R总总2=(2 十n) R4)3(2015 安徽理综，6 分)如图所示，abcd为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨，间 距为I,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN顷斜放置，与导轨成0角，单位长度的电阻为r，保持金

5、属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则()D. 0 = 3 时，杆受的安培力大小为323Bav(5n+3)R，根据闭合电路欧姆定律，可得通过杆的感应电流为3Bv(3 十 5n)F0，所以杆受的安F安安2=Bl2a=3av(3 十 5n)F0，故 D 项正确。1 +旦R、24D.金属杆的热功率为BVrsin0答案：B解析：金属杆切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv，故 A 项错误。金属杆的电阻为项正确。金属杆在磁场中的长度为,则金属杆所受安培力的大小为sin022 .故 C 项错误。金属杆的热功率为P=I2R=v；in0，故 D 项错误。12b .根据E= 2

6、BI23计算导线转动切割磁感线产生的动生电动势（4）（2015 全国n,6 分）如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中， 磁感应强度大 小为B方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度3逆时针转动时，a、b、c三点 的电势分别为U、J、J。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是（）B.电路中感应电流的大小为Bvsin0rC.金属杆所受安培力的大小为Wlvsin0rA.电路中感应电动势的大小为Blvsin0R=snrr，由闭合电路欧姆定律得电路中的感应电流为E BlvBvsi n0Rlrsin01F=BIk5A.uau，金属框中无电流B.UU，金属框中电流方向沿a-b-c-a1C.

7、ULc=Bl2，金属框中无电流12、D. 4= 2B13,金属框中电流方向沿acba答案：C解析：金属框绕ab边以角速度3逆时针转动时，bc边、ac边做切割磁感线运动， 产生感应 电动势。根据右手定则可知，bc边产生的感应电动势的方向从b到c,ac边产生的感应电动 势的方向从a到c。bc边、ac边切割磁感线的有效长度相等，则bc边、ac边产生的感应电 动势大小相等，即U= UvU，故 A 项、B 项均错误。bc边产生的感应电动势大小为L 3l1212、E=Bl丁=Bl3,由于Lb ；X! 1XXX11 XXXXc .根据E=nI)v8AB3根据E=nSzT计算回路中磁场变化产生的感生电动势（7

8、）（2016 浙江理综，6 分）如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均 为10 匝，边长la= 31b，图示区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（）X X冈/X XX XA. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为 9：1C.a、b线圈中感应电流之比为 3：4D.a、b线圈中电功率之比为 3：1答案：B解析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，故A 项错误。磁感应强度随时间均匀增大，根据法拉第电磁感应定律，有E=门疔=“詈，则a、b线圈中感应吕la9电动势之比为Ea=吕=9，故

9、 B 项正确。根据闭合电路欧姆定律,Eblb1PsIala3*l，贝Ua、b线圈中感应电流之比为=厂=；，故 C 项错误。电功率为P=EI=IblbI2AB lSABn |3SAB23Pala27nlB 一- B =I*l，故a、b线圈中电功率之比为云=戸=v，故D 项错At4pAt4pAtPo lb 1,误。（8）（2015 浙江理综，20 分）小明同学设计了一个“电磁天平”， 如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L= 0.1 m，竖直边长H 0.3 m ,匝数为N。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B）= 1.0 T，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有

10、可在 02.0 A 范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得 天平平衡，均值为E= 哄=B22a1=4nBav,故 D 项正确。4nlABAtX X X X9测出电流即可测得物体的质量。（重力加速度取g= 10 m/s2）10图（a）图（b）1为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N至少为多少？2进一步探究电磁感应现象，另选N2= 100 匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Q，不接外电流，两臂平衡。如图（b）所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场， 且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d= 0.1 m。当挂盘中放质量为 0.01 kg 的物体时

11、，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率 答案：25 匝（8 分）些二 0.1 T/s（12 分）t解析：线圈受到的安培力为F=NBIL（3 分）天平平衡，有mg= F（3 分）联立解得N= 25 匝（2 分）根据法拉第电磁感应定律，有B八巳=Ld（3 分）E2根据闭合电路欧姆定律，有I=R（3分）线圈受到安培力为F=N2BIL（3 分）天平平衡，有m g=F （2 分）B联立解得 =0.1 T/s（1分）t4 运用“增反减同”分析自感问题（9）（2017 北京理综，6 分）图 和图（b）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 A 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2,灯 A 逐渐 变亮，而另一个相同的灯 As立即变亮，最终 A2与 A 的亮度相同。下列说法正确的是（ ）X0X X X 图图(b)11A. 图中，Ai与Li的电阻值相同B.图 中，闭合 S,电路稳定后，Ai中电流大于Li中电流C. 图(b)中，变阻器R与L2的电阻值相同D.图(b)中，闭合 S 瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等答案：C解析：断开开关 Si瞬间，灯 Ai突然闪亮，由于线圈Li的自感，通过Li的电流逐渐减小，且 通过 A,即自