2024年高二物理寒假提升（人教版）第15天 法拉第电磁感应定律（原卷版）

第15天法拉第电磁感应定律（预习篇）目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备小试牛刀：基础题+中等难度题，合理应用理解法拉第电磁感应定律，会初步应用规律分析解决一些问题会解决导体棒切割磁感线的问题1法拉第电磁感应定律：（1）内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的成正比。（2）表达式：2.右手定则：伸开右手，让拇指与其余四指，让磁感线穿过手心，大拇指指向导体的方向，这时四指所指的方向就是导体中的方向1．如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径ra=2rb。磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流分别为Ia和Ib，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（）A．感应电流均沿顺时针方向 B．Ea：Eb=2：1C．Ia：Ib=4：1 D．Ia：Ib=2：12．歼-20（英文：ChengduJ-20，代号：威龙）是我国研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性的第五代双发重型隐形战斗机，将担负中国空军未来对空、对海的主权维护任务。如图为歼-20战机在我国近海海域上空巡航的英姿，设该机机身长为l，机翼两端点C、D的距离为d，以速度v沿水平方向匀速飞行，已知战斗机所在空间地磁场磁感应强度的竖直分量大小为B，C、D两点间的电势差的绝对值为U。则（

）A．，C点电势高于D点电势 B．，D点电势高于C点电势C．，C点电势高于D点电势 D．，D点电势高于C点电势3．如图所示abcd水平放置的平行“׆”形光滑金属导轨，间距为l，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倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度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（）A．金属杆中电流从M端流向N端 B．电路中感应电流的大小为C．金属杆所受安培力的大小为 D．电路中感应电动势的大小为4．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线MN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面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（）A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值E=Bav D．感应电动势平均值5．(多选)在理解电磁感应定律E＝n及其改写式E＝nS、E＝nB的基础上，下列叙述错误的是（）A．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB成正比C．对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率成正比D．三个计算式算出的感应电动势都是Δt时间内的平均值6．如图所示，匀强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，磁感应强度大小为B0，使该线框从静止开始绕过圆心O且垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置不变，磁感应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，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（）A． B． C． D．7.现有100匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）

A．时刻线圈中感应电动势为0B．时刻线圈中感应电动势最大C．时刻线圈中的感应电动势比时刻的大D．时间内线圈中平均感应电动势为0.4V8．(多选)如图甲所示为某品牌手机的无线充电器，其工作原理简化后如图乙所示。将交流电接入送电线圈，在手机内部，电池通过转换电路连接受电线圈，将手机放在送电线圈上方即可对电池充电。设受电线圈的匝数为n，面积为S，该区域的磁场可视为匀强磁场，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈。若在到时间内，其磁感应强度由均匀增加到，关于无线充电的以下说法正确的是（）A．该原理是应用了电磁感应B．受电线圈中感应电流方向由d到cC．受电线圈中产生的感应电动势为D．均匀增加送电线圈中的电流，可以增加c、d之间的电势差9．水平放置一个固定的单匝金属圆线圈，磁场正方向和线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，线圈中感应电动势E-t图象是（）A．B．C．D．10．(多选)磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图（a）所示，它的驱动系统简化为如图（b）所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L。匝数为N。总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B、方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度v匀速向右移动时，可驱动停在轨道上的列车，则（）A．图示时刻线框中感应电流沿逆时针方向B．列车运动的方向与磁场移动的方向相同C．列车速度为v'时线框中的感应电动势大小为D．列车速度为v'时线框受到的安培力大小为11．如图所示，两根平行金属导轨置于倾角为的粗糙斜面上，导轨之间接有电阻。金属棒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，金属棒始终保持静止。下列说法正确的是（）

A．当均匀增大时，金属棒中的电流增大B．当减小时，金属棒中的电流一定减小C．当增大时，金属棒中的感应电流方向由到D．当均匀减小时，金属棒受到的安培力均匀减小12．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）A．按下按钮过程，螺线管端电势较高B．松开按钮过程，螺线管端电势较高C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势13．(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力作用下运动时，在磁场力作用下向右运动。则所做的运动可能是（说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大）（）A．向右匀加速运动 B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动14．水平放置的两根平行金属导轨ad和cb，导轨两端ab和cd两点分别连接电阻和，组成矩形线框，如图所示放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.2T，一根电阻为的导体棒PQ接在两根金属轨上，在外力作用下以4m/s的速度向右匀速运动，若电阻，，ab=0.5m，导轨的电阻不计。（1）导体棒PQ中产生的感应电动势的大小是多少（2）导体棒PQ中产生的感应电流的大小是多少15．如图所示，两根平行金属导轨、相距为，金属导轨平面与水平面夹角为，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量为、长度为的导体棒垂直导轨放置在导轨上，且与导轨保持良好接触，导体棒的电阻忽略不计，与轨道和电阻所围的回路面积为，已知重力加速度大小为，求：（1）假设金属导轨、是粗糙的，从某时刻开始，磁场以的规律发生变化，在时刻导体棒仍保持静止状态。求此时导体棒受到的安培力和摩擦力的大小；（2）假设金属导轨、是光滑的，导体棒被锁定，解除锁定，导体棒向下滑动后，通过电阻的电流不再变化，求此过程中电阻上产生的热量。16．如图所示，竖直平面内的两条水平虚线之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场宽度。一质量，电阻，边长的正方形单匝导线框abcd，由距磁场上边界高度处自由下落，其ab边进入磁场区域瞬间，线框恰好能匀速运动，其cd边离开磁场瞬间速度。空气阻力忽略不计，重力加速度求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）导线框穿越匀强磁场的整个过程中产生的焦耳热Q。

17．如图甲所示，水平放置的线圈匝数匝，直径，电阻，线圈与阻值的电阻相连。在线圈的中心有一个直径的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。试求：（1）通过电阻R的电流方向；（2）电压表的示数；（3）若撤去原磁场，在图中虚线的右侧空间加磁感应强度的匀强磁场，方向垂直纸面向里，试求在将线圈拉出磁场过程中通过电阻R上的电荷量。18．下图是法拉第圆盘发