2019届高考物理一轮复习第10章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律自感涡流达标诊断高效训练

第二节法拉第电磁感觉定律自感涡流(建议用时：60分钟)一、单项选择题如图，均匀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，磁感觉强度大小为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ω匀速转动半周，在线框中产生感觉电流．现使线框保持图中所示地址，磁感觉强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感觉强度随时间的变化率B的大小应为()tA.4ωB02ωB0πB．πC.ωBD．ωB00π2π剖析：选C.设圆的半径为，电阻为，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感觉电动势LR10ω2.当线框不动，而磁感觉强度随时间变化时2＝12B，由E1E21211＝＝得0ω＝π22tRR222BBωB0Lt，即t＝π，故C正确．在以下列图的电路中，A1、A2、A3为额定功率、额定电压均同样的三个灯泡，L为电阻不计、自感系数很大的线圈．则以下说法正确的选项是()A．开关

S闭合的刹时，三个灯同时亮B．开关

S闭合的刹时，

A2、A3同时亮，

A1逐渐变亮C．开关

S断开的刹时，

A2、A3同时熄灭，

A1逐渐熄灭D．开关

S断开的刹时，

A3马上熄灭，

A2闪亮一下再逐渐熄灭剖析：选

B.开关

S闭合的刹时，流过线圈

L

的电流要增大，此时线圈产生自感电动势阻拦电流增大，则开关S闭合的刹时，A2、A3同时亮，A1逐渐变亮，A错误，B正确；当电路牢固时，由于线圈的直流电阻不计，流过123马上A、A两灯泡的电流相等，开关S断开的刹时，A熄灭，此时L、A1、A2构成一闭合回路，线圈由于自感现象要阻拦原电流的减小，灯泡A1、A2逐渐熄灭，C、D均错误．3.以下列图，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则经过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()Br2ωBr2ωA．由c到d，I＝RB．由d到c，I＝RBr2ωBr2ωC．由c到d，I＝2RD．由d到c，I＝2R剖析：选D.由右手定则判断经过电阻R的电流的方向是由d到c；而金属圆盘产生的感觉电12R的电流大小是I＝Brω，选项D正确．动E＝Br2ω，所以经过电阻22R4．(2018·广西柳州高级中学高三模拟)在圆滑水平面上，有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场界线方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，如图甲所示，测得线框中产生的感觉电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示，则()A．线框碰到的水平外力必然是恒定的B．线框边长与磁场宽度的比值为3∶8C．出磁场的时间是进入磁场时的一半D．出磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等E剖析：选B.依照E＝BLv，I＝R，F＝BIL，v＝at以及F拉－F＝ma可知，线框碰到水平外力是变力，出磁场时比进磁场时要大，故出磁场时外力做功比进入磁场时外力做功多，应选项A、D错误；线框做匀加速直线运动，由题图及匀加速直线运动规律，结合电流与速度的关系可以知道，线框边长与磁场宽度比为3∶8，出磁场的时间不是进入磁场时的一半，应选项B正确，选项

C错误．5.A、B两闭合圆形导线环用同样规格的导线制成，它们的半径之比

rA∶rB2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形界线的匀强磁场所区，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，以下列图．在磁场的磁感觉强度随时间均匀增大的过程中，以下说法正确的选项是()A．两导线环内所产生的感觉电动势相等B．A环内所产生的感觉电动势大于B环内所产生的感觉电动势C．流过A、B两导线环的感觉电流的大小之比为1∶4D．流过A、B两导线环的感觉电流的大小之比为1∶1剖析：选A.某一时辰穿过A、B两导线环的磁通量均为穿过磁场所在地域面积上的磁通量，设磁场所区的面积为S，则Φ＝BS，由E＝Φ＝BS(S为磁场所区面积)，对A、B两导线tt环，有EAEl)，l＝2πr，所以＝1，所以A正确，B错误；I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积EBRS1IAErB1AI＝Er＝，C、D错误．BAB二、多项选择题(2018·广西三校联考)以下列图，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感觉强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为r.由此可知，以下说法正确的选项是()A．电容器下极板带正电B．电容器上极板带正电nSkCC．电容器所带电荷量为2D．电容器所带电荷量为nSkC剖析：选BC.依照磁场向右均匀增强，并由楞次定律可知，电容器上极板带正电，故A错误，B正确．闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，线圈产生的感觉电动势为：E＝nSB＝nSk，路端电压：U＝EE2r·r＝，则t2nSkC电容器所带电荷量为：Q＝CU＝2，故C正确，D错误．7．(2018·湖南长沙模拟)如图甲所示，面积为S的n匝圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感觉强度大小随时间周期性变化，如图乙所示，已知线圈的电阻为R，则以下说法正确的选项是()A．线圈内产生的感觉电动势最大值为SB0(V)0B．线圈内产生的感觉电流最小值为2R(A)C．线圈内产生的感觉电动势周期为4sD．0～1s内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向剖析：选CD.由题图乙可知，在0～1s内产生的感觉电动势最大，最大值为max＝nB＝EtSnBS，选项A错误；1～2s内线圈内产生的感觉电动势最小，所以感觉电流最小值为零，选0项B错误；由题图乙可知，线圈内产生的感觉电动势周期为4s，选项C正确；依照楞次定律可知，0～1s内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向，选项D正确．8.(2018·牡丹江一中模拟)以下列图，阻值为R的金属棒从图示地址ab分别以v1、v2的速度沿圆滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′地址，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中()A．回路电流I1∶I2＝1∶2B．产生的热量Q1∶Q2＝1∶4C．经过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶1D．外力的功率P1∶P2＝1∶2剖析：选AC.回路中感觉电流为EBLv∶I＝v∶v＝1∶2，故A正确；RR12122BLv2sB2L2sv产生的热量为Q＝IRt＝RR×v＝R，Q∝v，则得Q1∶Q2＝v1∶v2＝1∶2，故B错误；经过任一截面的电荷量为q＝ItBLvBLsq与v没关，则得∶2＝1∶1，故C正确；＝＝，1RtRqq由于金属棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得2BLv22P＝IR＝RR，P∝v，则得P1∶P2＝1∶4，故D错误．三、非选择题以下列图，MN、PQ是两根足够长的圆滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成

θ角，M、P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，磁感觉强度大小为

B.质量为

m、阻值为r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v匀速向上运动．已知金属棒与导轨向来垂直并且保持优异接触，重力加速度为g.求：(1)金属棒产生的感觉电动势E；(2)经过电阻R的电流I；(3)拉力F的大小．剖析：(1)依照法拉第电磁感觉定律得E＝Bdv.EBdv(2)依照闭合电路欧姆定律得I＝R＋r＝R＋r.金属棒的受力情况以下列图，依照牛顿第二定律有F－F－mgsinθ＝0，又由于FB2d2vB2d2v安R＋rR＋r安答案：(1)Bdv(2)Bdv(3)sinθ＋B2d2vR＋rmgR＋r10．(2018·辽宁葫芦岛六校协作体高三考试)如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为＝0.1mkg，半径为r＝0.1m，导线单位长度的阻值为ρ＝0.1Ω/m.金属圈的上半部分处在一方向垂直圆圈所在平面向里的有界匀强磁场中，磁感觉强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时辰起，测得经过10s丝线恰巧被拉断．重力加速度g取10m/s2.求：金属圈中感觉电流的大小及方向；丝线所能承受的最大拉力F；此过程中金属圈中产生的焦耳热Q.剖析：(1)由楞次定律可知，金属圈中电流方向为逆时针方向由题图乙知，B＝0.8T/st金属圈的电阻为R＝2πrρπr2ΦB2Br0.1金属圈中感觉电流I＝tR＝t·2πrρ＝t·4ρ＝0.8×4×0.1A＝0.2A.B(2)t时辰磁感觉强度B＝tt金属圈碰到的安培力F安＝BI·2r丝线的拉力F＝F安＋mg＝2BIr＋mg当t＝10s时，代入数据得F＝1.32N.(3)金属圈中产生的焦耳热Q＝I2Rt代入数据得：Q≈0.025J.答案：见解析11．(2015·高考广东卷)如图甲所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4m．导轨右端接有阻值R＝1Ω的电阻．导体棒垂直放置在导轨上，且接触优异，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形地域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从0时辰开始，磁感觉强度B的大小随时间t变化，规律如图乙所示；同一时辰，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后恰巧进入磁场，若使棒在导轨上向来以速度v＝1m/s做直线运动，求：甲乙(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E；(2)棒在运动过程中碰到的最大安培力F，以及棒经过三角形abd地域时电流i与时间t的关系式．L22剖析：(1)正方形磁场的面积为S，则S＝2＝0.08m.在棒进入磁场前，回路中的感觉电动势是由于磁场的变化而产生的．由B－t图象可知BT/s，依照E＝nΦE＝Bt＝0.5t，得回路中的感觉电动势tS＝0.5×0.08V＝0.04V.当导体棒经过bd地址时感觉电动势、感觉电流最大，导体棒碰到的安培力最大．此时感觉电动势E′＝BLv＝0.5×0.4×1

V＝0.2VE′