高三物理一轮复习题组层级快练35第九章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律

1、法拉第电磁感应定律一、选择题(其中19题，只有一个选项正确，1012题有多个选项正确)1(2015·广东惠州)闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按Bt图变化，方向如图所示，则回路中()A电流方向为逆时针方向B电流越来越大C磁通量的变化率恒定不变D产生的感应电动势越来越大解析A项，由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故A项错误；B项，由法拉第电磁感应定律可知，E/tBS/t，故感应电动势保持不变，电流不变，故B、D项均错误；C项，由图像可知，磁感应强度随时间均匀增大，则由BS可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，故C项正确解析C设置目的考查法拉第电磁感应定律；楞次定律2

2、(2015·北京昌平)如图中所标的导体棒的长度均为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场，导体棒平动速度均为v，产生电动势为BLv的是()解析EABLvsin30°BlvEBBLvcos90°0ECBLvsin30°·cos90°0EDBLv，D选项正确答案D设置目的法拉第电磁感应定律，导体棒的有效长度3(2015·河南实验中学)半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如甲图所示磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里

3、为正，变化规律如乙图所示则以下说法正确的是()A第2秒内上极板为正极B第3秒内上极板为负极C第2秒末两极板之间的电场强度大小为零D第4秒末两极板之间的电场强度大小为解析A项，第2 s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故A项正确；B项，第3 s内情况：由楞次定律可知，金属板上极板带正电，金属板下极板带负电；故B项错误；C项，根据法拉第电磁感应定律可知，第2秒末感应电动势不变，则两极板之间的电场强度大小不为零，故C项错误；D项，由题意可知，第4秒末两极板间的电场强度大小E，故D项错误答案A设置目的法拉第电磁感应定律，楞次定律4.如图所示，在水平面(纸面)内有三根相同的

4、均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场用力使MN向右匀速运动，从a位置开始计时，运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()解析设bac2，单位长度电阻为R0，则MN切割产生电动势EBLvBv·2vt×tan2Bv2ttan，回路总电阻为R(2vttan)R0vtR0(2tan)，由闭合电路欧姆定律，得I，i与时间无关，是一定值，故A项正确，B、C、D项错误答案A设置目的考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、电流时间图像5(2015

5、·山西太原)如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2，其边长L1L2，在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再逐渐完全进入磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界设线圈1、2落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q1，通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，不计空气阻力，则()Av1v2，Q1Q2，q1q2Bv1v2，Q1Q2，q1q2Cv1v2，Q1Q2，q1q2Dv1v2，Q1Q2，q1q2解析线圈从同一高度下落，到达磁场边界时

6、具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为：F由电阻定律，有R(为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积)，线圈的质量m0S·4L，(0为材料的密度)当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为：ag联立得，加速度为ag由上式分析得知，线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，匀加速运动的位移相同，所以落地速度v1v2.由能量守恒，可得Qmg(hH)mv2(H是磁场区域

7、的高度)，因为m1m2，v1v2，所以可得Q1Q2.根据qL知，q1q2.答案A设置目的考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律6.(2015·黑龙江佳木斯中学)如图所示，A是一边长为L的正方形导线框虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为3L.线框的bc边与磁场左右边界平行且与磁场左边界的距离为L.现维持线框以恒定的速度v沿x轴正方向运动规定磁场对线框作用力沿x轴正方向为正，且在图示位置时为计时起点，则在线框穿过磁场的过程中，磁场对线框的作用力随时间变化的图像正确的是()解析在整个过程中，线框进入和穿出磁场的过程中，只有一边切割磁感线，线框的磁通量一直变化，产生感应

8、电流，根据楞次定律，安培力阻碍导体与磁场间的相对运动，可知安培力方向一直向左，沿负方向线框完全在磁场中运动时磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，F0，故B项正确，A、C、D项错误答案B设置目的考查导体切割磁感线时的感应电动势、安培力的大小，右手定则和左手定则7(2015·陕西神木中学)如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连若金属框的电阻为，则下列说法正确的是()A流过电阻R的感应电流由b到aB线框cd边受到的安培力方向沿纸面向上C感应电动势大小为Dab间电压大小为解析A项，由楞次定律可得：感

9、应电流的方向为逆时针，所以通过R的电流方向为ab，故A项错误；B项，根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力方向向下，故B项错误；C项，穿过线圈的感应电动势为EN·S，故C项错误；D项，由闭合电路欧姆定律，可得I，那么R两端的电压为UIR，故D项正确答案D设置目的法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律结合8(2015·宁夏银川)如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直下面对于线框中感应电流随时间变化的图像(电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进入磁场开始计时)正确的是()答案B

10、解析线圈在进磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向为ABCD方向，即为正值，在出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为DCBA，即为负值在线圈进入磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，在线圈进入磁场的后一半过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；在线圈出磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电流均匀增大，在线圈出磁场的后一半的过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电流均匀减小故B项正确，A、C、D项错误故选B项设置目的考查导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则9.如图所示，EOF和EOF为

11、空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF；OO为EOF的角平分线，OO间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为l的正方形导线框沿OO方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()解析本题中四个选项都是it关系图线，故可用排除法因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向，故选项C、D错误；由于穿过整个磁场区域的磁通量变化是0，由q，可知整个过程中通过导线框的总电荷量也应为零，而在it图像中图线与时间轴所围总面积为零，即时间轴的上下图形面积的绝对值应相等，

12、故A项错误，B项正确答案B设置目的考查排除法解决疑难10.如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是()解析线框右边开始进入磁场时，由右手定则可知，电流方向为逆时针；当右边框开始进入右边磁场时，电流变为顺时针；而从磁场中离开时，电流方向为逆时针；由EBLv及vat可知，EBLat，电动势随时间为均匀增大，故电流也随时间均匀增大，A选项正确，B选项错误；而由E

13、BLv及v22ax可知，EBL，故电流与成正比，C选项正确，D选项错误答案AC设置目的导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应与电路结合11(2015·上海市普陀区)如图甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n20，总电阻R2.5 ，边长L0.3 m，处在两个半径均为r的圆形匀强磁场区域中线框顶点与右侧圆中心重合，线框底边中点与左侧圆中心重合磁感应强度B1垂直水平面向外，大小不变；B2垂直水平面向里，大小随时间变化，B1、B2的值如图乙所示()A通过线框中感应电流方向为逆时针方向Bt0时刻穿过线框的磁通量为0.1 WbC在t0.6 s内通过线框中的电量为0.12 CD经过t0.

14、6 s线框中产生的热量为0.06 J解析A项，由磁感应强度B1垂直水平面向外，大小不变；B2垂直水平面向里，大小随时间增大，故线框的磁通量减小，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，故A项正确；B项，t0时刻穿过每匝线框的磁通量为：B1××r2B2××r21×0.5×3.14×0.122××3.14×0.12 Wb3.8×103 Wb，总磁通量为n20×3.8×103 Wb7.6×102Wb，故B项错误；C项，在t0.6 s内通过线框中的电量qt

15、t×t C0.12 C，故C项正确；D项，由QI2Rt()2R×t J0.06 J，故D项正确答案ACD设置目的法拉第电磁感应定律；焦耳定律电磁感应与电路结合12(2015·山东滕州)如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面现有一矩形线圈abcd，宽度cdL0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 ，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已

16、知t1t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向(重力加速度g取10 m/s2)则()A在0t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 CB线圈匀速运动的速度大小为8 m/sC线圈的长度为2 mD0t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J解析A项，在0t1时间内，cd边从L1运动到L2，通过线圈的电荷量为q C0.25 C故A项正确B项，根据平衡，有mgBIL，而I，联立两式解得v m/s8 m/s.故B项正确C项，t1t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知以cd在L2为初状态，以ab边刚进L3为末状态，设磁场的宽度为d，则线圈下降的位移为3d，则有3dvtgt2，v8

17、 m/s，t0.6 s，代入解得d1 m，所以线圈的长度为L2d2 m故C项正确D项，0t3时间内，根据能量守恒得，Qmg(3d2d)mv21.8 J.答案ABC设置目的导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化二、非选择题13(2014·浙江)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为rR/3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强

18、磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度，铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g10 m/s2)(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小解析(1)根据右手定则，电动势方向从O到A，故a连接着电压表的正极(2)由法拉第电磁感应定律，得到UEn，其中BR2，解得UBR2，铝块的速度vrR，故v2 m/s.答案(1)正极(2)2 m/s设置目的考查考生信息摄取、提炼、加工能力及构建物理模型的抽象概括能力14(2016·黑龙江鹤岗)放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间的宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其他部分电阻不计导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上，与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上现将金属棒以a端为轴，以角速度沿导轨平面顺时针旋转90°