高三物理一轮复习课时跟踪检测(三十三)第十章+法拉第电磁感应定律+自感+涡流+Word版含解析

1、精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 课时跟踪检测（三十三）课时跟踪检测（三十三） 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 自感自感 涡流涡流 A 级级基础小题练熟练快基础小题练熟练快 1(多选多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有措施可行的有( ) A增加线圈的匝数增加线圈的匝数 B提高交流电源的频率提高交流电源的频率 C将金属杯换为瓷杯将金属杯换为瓷杯 D取走线圈中的铁芯取走

2、线圈中的铁芯 解析：解析：选选 AB 当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高交变匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱，所以选项导致磁性减弱，所以选项 A、B 正确，正确，C、D 错误。错误。 2(2016 北京高考北京高考)如图所

3、示，匀强磁场中有两个导体圆环如图所示，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。两圆随时间均匀增大。两圆环半径之比为环半径之比为 21，圆环中产生的感应电动势分别为，圆环中产生的感应电动势分别为 Ea和和 Eb。不考。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是( ) AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向，感应电流均沿逆时针方向 BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向，感应电流均沿顺时针方向 CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向，感应电流均沿逆时针方向 DEaEb2

4、1，感应电流均沿顺时针方向，感应电流均沿顺时针方向 解析：解析：选选 B 由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知应电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知 EtBStBR2t，由于两圆环半径，由于两圆环半径之比之比 RaRb21，所以，所以 EaEb41，选项，选项 B 正确。正确。 3.(2018 德州模拟德州模拟)如图所示，长为如图所示，长为 L 的金属导线弯成一圆环，导线的两的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为端接在电容为 C 的平行板电容器上，的平行板电

5、容器上，P、Q 为电容器的两个极板。磁场方向为电容器的两个极板。磁场方向垂直于环面向里，磁感应强度以垂直于环面向里，磁感应强度以 BB0kt(k0)随时间变化。随时间变化。t0 时，时，P、Q两极板电势相等，两极板间的距离远小于环的半径。经时间两极板电势相等，两极板间的距离远小于环的半径。经时间 t，电容器的，电容器的 P 极极板板( ) A不带电不带电 B所带电荷量与所带电荷量与 t 成正比成正比 C带正电，电荷量是带正电，电荷量是kL2C4 D带负电，电荷量是带负电，电荷量是kL2C4 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 解析：解析：选选 D 磁感应强度均匀增加，回路中产生的感应

6、电动势的方向为逆时针方向，磁感应强度均匀增加，回路中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，Q板带正电，板带正电，P 板带负电，板带负电，A 错误；由错误；由 L2R，得，得 RL2，感应电动势，感应电动势 EBt SkR2，解，解得得 EkL24，电容器上的电荷量，电容器上的电荷量 QCEkL2C4，B、C 错误，错误，D 正确。正确。 4.如图所示，两根相距为如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨的平行直导轨 ab、cd，b、d 间连有一固间连有一固定电阻定电阻 R，导轨电阻可忽略不计。，导轨电阻可忽略不计。MN 为放在为放在 ab 和和 cd 上的一导体杆，上的一导体杆，与与 ab 垂直，其

7、电阻也为垂直，其电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里垂直纸面向里)。现对。现对 MN 施施力使它沿导轨方向以速度力使它沿导轨方向以速度 v 水平向右做匀速运动。令水平向右做匀速运动。令 U 表示表示 MN 两端电压的大小，下列说两端电压的大小，下列说法正确的是法正确的是( ) AU12Blv，流过固定电阻流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 b 经经 R 到到 d BUBlv，流过固定电阻，流过固定电阻 R 的感应电流由的感应电流由 d 经经 R 到到

8、 b CMN 受到的安培力大小受到的安培力大小 FAB2l2v2R，方向水平向右，方向水平向右 DMN 受到的安培力大小受到的安培力大小 FAB2l2vR，方向水平向左，方向水平向左 解析：解析：选选 A 根据电磁感应定律，根据电磁感应定律，MN 产生的电动势产生的电动势 EBlv，由于，由于 MN 的电阻与外电的电阻与外电路电阻相同，所以路电阻相同，所以 MN 两端的电压两端的电压 U12E12Blv，根据右手定则，流过固定电阻，根据右手定则，流过固定电阻 R 的感应的感应电流由电流由 b 经经 R 到到 d，故，故 A 正确，正确，B 错误；错误；MN 受到的安受到的安培力大小培力大小 F

9、ABIlBlBlv2RB2l2v2R，方向水平向左，故方向水平向左，故 C、D 错误。错误。 5.(2018 河南洛阳一中模拟河南洛阳一中模拟)如图所示为安检门原理图，左边门框中有一如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流顺时针方向均匀增大的电流(从左向右看从左向右看)，则，则( ) A无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大无金属片通过时，接

10、收线圈中的感应电流增大 C有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D有金属片通过时，接收线圈中的感应有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化电流大小发生变化 解析：解析：选选 D 当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针，故片通过时，接收线圈中的感

11、应电流方向仍然为逆时针，故 A、C 错误；通电线圈中存在顺错误；通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故电流不变，故 B 错误；有金属片通过时，穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会错误；有金属片通过时，穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与产生感应电流，感应电

12、流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故 D 正确。正确。 6.某同学为了验证断电自感现象，找来带铁芯的线圈某同学为了验证断电自感现象，找来带铁芯的线圈 L、 小灯泡、 小灯泡 A、 开关、 开关 S 和电池组和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小，小灯泡发光；再断开

13、开关灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，可能的原因是多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，可能的原因是( ) A电源的内阻偏大电源的内阻偏大 B线圈电阻偏大线圈电阻偏大 C小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大 D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大 解析：解析：选选 B 灯泡能否发生闪亮，取灯泡能否发生闪亮，取决于通过灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻决于通过灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，故无关，故 A 错误。线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于流过线圈的电流，断开开关

14、错误。线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于流过线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故故 B 正确。小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于流过线圈的电流，断开开关时，正确。小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于流过线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故 C错误。线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定

15、时灯泡和线圈中电错误。线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，故流的大小，故 D 错误。错误。 B 级级保分题目练通抓牢保分题目练通抓牢 7(多选多选)(2019 盐城盐城调研调研)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器 C 和电阻和电阻 R，导体棒，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，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，磁感应强度磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正图示磁感应强度方向为

16、正)， MN 始终保持静止， 则始终保持静止， 则 0t2时间时间( ) A电容器电容器 C 的电荷量大小始终没变的电荷量大小始终没变 B电容器电容器 C 的的 a 板先带正电后带负电板先带正电后带负电 CMN 所受安培力的大小始终不变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所受安培力的方向先向右后向左 解析：解析：选选 AD 由题图乙由题图乙可知，磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，由可知，磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，由 CQU可知，可知，感应电动势不变，电容器的电压感应电动势不变，电容器的电压 U 不变，则电荷量大小不变，故不变，则电荷量大小不变，故 A 正确

17、；根据楞次定律可正确；根据楞次定律可知知 MN 中的感应电流方向由中的感应电流方向由 N 到到 M，电容器的，电容器的 a 极板一直带正电，故极板一直带正电，故 B 错误；感应电流不错误；感应电流不变，由于磁感应强度的大小先减小后增大，变，由于磁感应强度的大小先减小后增大，MN 所受安培力所受安培力 FBIL，所以安培力的大小先，所以安培力的大小先减小后增大，方向先向右后向左，故减小后增大，方向先向右后向左，故 C 错误，错误，D 正确。正确。 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 8(多选多选)如图所示，一导线弯成直径为如图所示，一导线弯成直径为 d 的半圆形闭合回路，虚的半圆形闭合

18、回路，虚线线 MN 右侧有磁感应强度为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的匀强磁场， 方向垂直于回路所在的平面。回路以速度面。回路以速度 v 向向右匀速进入磁场，直径右匀速进入磁场，直径 CD 始终与始终与 MN 垂直。从垂直。从D 点到达边界开始到点到达边界开始到 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感应电流方向为逆时针方向 BCD 段直导线始终不受安培力段直导线始终不受安培力 C感应电动势的最大值感应电动势的最大值 EBdv D感应电动势的平均值感应电动势的平均值 E 18Bdv 解析：解析：选

19、选 AD 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“增增反减同反减同”，感应电流方向为逆时针方向，选项，感应电流方向为逆时针方向，选项 A 正确；正确；CD 端导线电流方向与磁场垂直，根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错误；线圈进磁场切割磁感线的有效长度是初、有效长度是初、末位置的连线，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末位置的连线，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Bd

20、v2，选，选项项 C 错误；感应电动势的平均值错误；感应电动势的平均值 E tB12 d22dvBdv8，选项，选项 D 正确。正确。 9.(2019 天津模拟天津模拟)一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框 abcd 固固定不动，其中矩形区域定不动，其中矩形区域 efcd 存在磁场存在磁场(未画出未画出)，磁场方向与线圈平面垂直，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度大小磁感应强度大小 B 随时间随时间 t 均匀变化，且均匀变化，且Btk(k0)。已知。已知 abfc4L，bc5L，且，且 L 长度的导线电阻为长度的导线电阻为 r，则导线框，则导线框 a

21、bcd 中的电流为中的电流为( ) A.8kL29r B.25kL218r C.4kL29r D.25kL29r 解析：解析：选选 A 电路中的总电阻为电路中的总电阻为 R18r，电路中的感应电动势为，电路中的感应电动势为 EBtS16kL2，导，导线框线框 abcd 中的电流为中的电流为 IER8kL29r，选项，选项 A 正确。正确。 10(2019 济宁调研济宁调研)如图甲所示，一个电阻值为如图甲所示，一个电阻值为 R、匝数为、匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值的圆形金属线圈与阻值为为 2R 的电阻的电阻 R1连接成闭合回路，线圈的半径为连接成闭合回路，线圈的半径为 r1。在线圈中半径为。

22、在线圈中半径为 r2的圆形区域内存在的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间随时间 t 变化的关系图线如图乙所示变化的关系图线如图乙所示(规定规定图甲中图甲中 B 的方向为正方向的方向为正方向)。 图线与横、 纵轴的截距分别为。 图线与横、 纵轴的截距分别为 t0和和 B0， 导线的电阻不计。 求， 导线的电阻不计。 求 0t1时间内：时间内： 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 (1)通过电阻通过电阻 R1的电流大小和方向；的电流大小和方向； (2)通过电阻通过电阻 R1的电荷量的电荷量 q 及电阻及电阻 R1上产

23、生的热量。上产生的热量。 解析：解析：(1)根据楞次定律可知，通过根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由的电流方向为由 b到到 a。根据法拉第电磁感应定律得，。根据法拉第电磁感应定律得， 线圈中的电动势线圈中的电动势 EnBr22tnB0r22t0 根据闭合电路欧姆定律得，根据闭合电路欧姆定律得， 通过通过 R1的电流的电流 IE3RnB0r223Rt0。 (2)通过通过 R1的电荷量的电荷量 qIt1nB0r22t13Rt0 R1上产生的热量上产生的热量 QI2R1t12n2B022r24t19Rt02。 答案：答案：(1)nB0r223Rt0 由由 b 到到 a (2)nB0r22t13

24、Rt0 2n2B022r24t19Rt02 C 级级难度题目适情选做难度题目适情选做 11(多选多选)半径为半径为 a、右端开小口的导体圆环和长为、右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度的电阻均的导体直杆，单位长度的电阻均为为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为磁感应强度为 B。杆在圆环上以速度。杆在圆环上以速度 v 平行于直径平行于直径 CD 向右做向右做匀速直线匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触。从圆环中心运动，杆始终有两点与圆环良好接触。从圆环中心 O 开始，杆的位置开

25、始，杆的位置由由 确定，如图所示。则确定，如图所示。则( ) A0 时，杆产生的感应电动势为时，杆产生的感应电动势为 2Bav B3时，杆产生的感应电动势为时，杆产生的感应电动势为 3Bav C0 时，杆受到的安培力大小为时，杆受到的安培力大小为2B2av 2 R0 D3时，杆受到的安培力大小为时，杆受到的安培力大小为3B2av 53 R0 解析：解析：选选 AD 根据法拉第电磁感应定律可得根据法拉第电磁感应定律可得 EBlv，其中，其中 l 为有效长度，当为有效长度，当 0 时，时，l2a，则，则 E2Bav，选项，选项 A 正确；当正确；当 3时，时，la，则，则 EBav，故选项，故选项

26、 B 错误；根据通错误；根据通电直导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可得电直导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可得 FBIl，根据闭合电路欧姆定律可得，根据闭合电路欧姆定律可得 IErR，当，当 0 时，时，l2a，E2Bav，rR(2)aR0，解得，解得 F4B2av 2 R0，选项，选项 C 错误；错误；当当 3时，时，la，EBav，rR 531 aR0，解得，解得 F3B2av 53 R0，故选项，故选项 D 正确。正确。 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 12 (多选多选)半径分别为半径分别为 r和和 2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，的同心圆形导轨固定在同一水平

27、面内，一长为一长为 r、电阻为、电阻为 R 的均匀金属棒的均匀金属棒 AB 置于圆导轨上面，置于圆导轨上面，BA 的延长线的延长线通过圆导轨中心通过圆导轨中心 O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为中，磁感应强度的大小为 B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为，方向竖直向下。在两环之间接阻值为 R 的的定值电阻和电容为定值电阻和电容为 C 的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度 绕绕 O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法逆时针匀速转动，

28、在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计。下列说法正确的是正确的是( ) A金属棒中电流从金属棒中电流从 B 流向流向 A B金属棒两端电压为金属棒两端电压为34Br2 C电容器的电容器的 M 板带负电板带负电 D电容器所带电荷量为电容器所带电荷量为32CBr2 解析：解析：选选 AB 根据右手定则可知金属棒中电流从根据右手定则可知金属棒中电流从 B 流向流向 A，选项，选项 A 正确；金属棒转正确；金属棒转动产生的电动势为动产生的电动势为 EBrr 2r232Br2，切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端，切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端电压相当于电源的路端电压，因而电压相

29、当于电源的路端电压，因而 URRRE34Br2，选项，选项 B 正确；金属棒正确；金属棒 A 端相当于电端相当于电源正极，电容器源正极，电容器 M 板板带正电，选项带正电，选项 C 错误；由错误；由 CQU可得电容器所带电荷量为可得电容器所带电荷量为 Q34CBr2，选项选项 D 错误。错误。 13.(2019 淮北模拟淮北模拟)如图所示，如图所示，MN、PQ 是两根足够长的光滑平是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为行金属导轨，导轨间距为 d，导轨所在平面与水平面成，导轨所在平面与水平面成 角，角，M、P间接阻值为间接阻值为 R 的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为应强度大小为 B。质量为。质量为 m、阻值为、阻值为 r、长度为、长度为 d 的金属棒放在两导的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度 v 匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度为并且保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度为 g。求：。求： (1)金属棒产生的感应电动势金属棒