高考物理总复习（教科版）第十章 电磁感应 第2课时 法拉第电磁感应定律自感和涡流

笫2课时法拉笫电磁感应定律自感和涡流

.......一Y基础题组S........-

1.（2018-大连模拟）如图,电源电动势为E,线圈L的直流电阻不计.则以下判

断正确的是（C）

A.闭合S,稳定后，电容器两端电压为E

B.闭合S,稳定后，电容器的a极带正电

C.断开S瞬间，电容器的a极将带正电

D.断开S瞬间，电容器的a极将带负电

解析:因线圈L的直流电阻不计，则闭合S,稳定后，电容器两端电压为零，电容

器带电荷量为零，选项A,B错误;断开S瞬间,在线圈L中产生自感电动势阻碍电

流的减小，通过L的电流向左，对电容器充电,a板带正电，选项C正确,D错误.

2.（多选）如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升,

设环的初速度为零，摩擦不计,曲面处在图示磁场中，则（BD）

A.若是匀强磁场，环滚上的高度小于h

B.若是匀强磁场，环滚上的高度等于h

C.若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h

D.若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h

解析:若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失，故选项A错误,B正

确.若是非匀强磁场,金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能,故选项C错

误,D正确.

3.（2018•宜春模拟）（多选）如图所示，是高频焊接机原理示意图，线圈中通一

高频电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量

的热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正

AD

缝处

待

焊接

频S

工

件

源

导

线

府

线

A.交变电流的频率越高，焊缝处的温度升高得越快

B.交变电流的频率越低，焊缝处的温度升高得越快

C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小

D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大

解析:线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流,

感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化得越快，感应

电动势越大，选项A正确,B错误;工件上焊缝处的电阻大,电流产生的热量就多，选

项C错误,D正确.

4.（2018•铜仁市模拟）用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m,正方形的

一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁感应强度以10T/S的变化

率增强时,线框中a,b两点间的电势差是（B）

A.Uab=0.1V

B.Uab=0.1V

C.Uab=0.2V

D.Uab=0.2V

解析:正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而在线框中

一

厂

有感应电流产生，把左半部分线框看成电源，其电动势为E,内电阻为一其等效电路

I2_r

如图所示.

则a,b两点间的电势差即为电源的路端电压，设1是边长，且依题意知胃二10

-

r

2-

-V=0.1

V,由于a点电势低于b点电势，故Uab=0.lM故B正确,A,C,D错误.

r

2

5.（2018•石家庄模拟）如图所示,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3沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向

和大小是（金属圆盘的电阻不计）（D）

A.由c到d,IB.由d到c,I

c.由C到d,I^^D.由d到。1二圈

解析:由右手定则判定通过电阻R的电流的方向是由d到c;而金属圆盘产生

的感应电动势E^r2%所以通过电阻R的电流大小是I=^,D正确.

6.（2017•西宁二模）（多选）如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,

导轨间距为L=1m,其右端连接有定值电阻R=2Q,整个装置处于垂直导轨平面、

磁感应强度B=1T的匀强磁场中.一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力

F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直.

导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是（ACD）

A.产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b

B.金属棒向左做先加速后减速运动直到静止

C.金属棒的最大加速度为5m/s2

D.水平拉力的最大功率为200W

解析:金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产生的感应电流

方向由a-b,A正确;金属棒所受的安培力先小于拉力,棒做加速运动，后等于拉力

做匀速直线运动，速度达到最大,B错误;根据牛顿第二定律得F^=ma,可知棒

的速度v增大,加速度a减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度

22

amax用唱m/s=5m/s,C正确;当棒的加速度a=0时速度最大,设最大速度为vmax,

则有F=叫所以Vmax=H=丁-m/s=20m/s,所以水平拉力的最大功率

IRII#X"

Pmax=Fvmax=10X20W=200W,D正确.

7.（2018•哈密市校级模拟）线圈所围的面积为0.1m2,线圈电阻为1。.规

定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图（甲）所示.磁场的磁

感应强度B随时间t的变化规律如图（乙）所示.则以下说法正确的是（C）

A.在时间（）〜5s内』的最大值为（）.1A

B.在4s末,1的方向为正

C前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01C

D.第3s内,线圈的发热功率最大

解析油题图（乙）看出，在0s时图线的斜率最大,B的变化率最大，根据闭合电

路欧姆定律得,1=』=工,0s时刻磁感应强度变化率为0.1,则最大电流匚月普

1\\JLX1

A=（）.（）lA,故A错误.在4s末，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量减小，则根据楞次

定律判断得知,1的方向为逆时针方向，即为负方向，故B错误.前2s内，通过线圈某

截面的总电荷量q二偿萼用羽C=0.01C,故C正确;第3s内,B没有变化，线

KK1

圈中没有感应电流产生,则线圈的发热功率为。，故D错误.

8.（2018•张家口校级模拟汝口图（甲）所示,导体棒MN置于水平导轨上,PQMN

所围的面积为S,PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻.导轨所在

区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0〜2to时间内

磁感应强度的变化情况如图（乙）所示,导体棒MN始终处于静止状态.下列说法正

确的是（B）

28。

8。

A.在。〜to和to〜2to时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同

B.在。〜to内，通过导体棒的电流方向为N到M

C.在to〜2to内，通过电阻R的电流大小为何

D.在0〜2to时间内，通过电阻R的电荷量为V

解析:在0〜to时间内磁通量在减小，则导体棒有向右运动的趋势，摩擦力水平

向左.在to〜2to时间内磁通量增大，同理可判断导体棒有向左运动的趋势,摩擦力

水平向右，选项A错误;0〜to内竖直向上的磁通量减小，根据楞次定律撼应电流的

方向由N到M,选项B正确;导体棒MN始终静止，与导轨围成的面积不变，根据电

磁感应定律可得感应电动势E=警端，即感应电动势与B-t图像斜率成正比,0〜

to的感应电流大小h=|5=Ms曰S,to〜2to的感应电流大小L丹德S二於S,选

illQACtv£\CQ

项C错;在0〜2to时间内，通过电阻R的电荷量Q=华，选项D错.

9.（2018•南昌模拟）如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接

在电容为C的平行板电容器上,P,Q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8=30+~（1<>0）随时间变化.t=0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t,电容器的P极板（D）

A.不带电B.所带电荷量与t成正比

C.带正电，电荷量是愠D.带负电，电荷量是留

解析:磁感应强度均匀增加，回路中产生的充电电流的方向为逆时针方向,Q

板带正电,P板带负电,A错误;由于E二第圈・S=K•兀R）而L=2JiR,R=0W

得E二1[.电容器上的电荷量Q=CE=S,B,C错误,D正确.

47rl|47r|

10.（2017・潍坊一模）（多选）如图（甲）所示，线圈两端a,b与一电阻R用连.线圈

内有垂直线圈平面向里的磁场产（）时起，穿过线圈的磁通量按图（乙）所示规律变

化.下列说法正确是（AC）

（甲）亿）

A.0时刻,R中电流方向由a到b

B.t|o时刻,R中电流方向由a到b

C.0〜to时间内R中的电流是S〜2t（）时间内的日

D.0〜to时间内R产生的焦耳热是to〜2to时间内的日

解析q时刻，线圈中向里的磁通量在增加,根据楞次定律，感应电流沿逆时针

3

方向，所以R中电流方向由a到b,故A正确;/时刻，线圈中向里的磁通量在减少,

根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向,R中的电流方向由b到a,故B错误;0〜to

24一①0

时间内感应电动势E尸

o

-

1

~

姆定律用，知〜时间内2正确;根据焦耳定

I0toR中的电流是to〜2lo时间的_C

口，故D错误.

律Q=12Rt,知0〜to时间内R产生的焦耳热是to〜2to时间内的

一能力题组…

11.曜号•泰安二模x多选）如图（甲）所示,间距为L的光滑导轨水平放

置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R.垂直导

轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动,F随t变化的规律如图（乙）所示.

在。〜to时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动.（乙）图中to,B,F2为已知，棒和轨

道的电阻不计.则（BD）

A.在to以后，导体棒一直做匀加速直线运动

B.在to以后，导体棒先做加速,最后做匀速直线运动

2（七_/）

C.在0〜to时间内，导体棒的加速度大小为B?L2t|

D.在。〜班时间内，通过导体棒横截面的电荷量为阴印

ZDL

解析:因在（）〜to时间内棒做匀加速直线运动，故在to时刻F2大于棒所受的安

培力，在to以后，外力保持F2不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加

速运动，当加速度a=0,即导体棒所受安培力与外力F2大小相等后,导体棒做匀速

直线运动，故A错误,B正确;设在。〜to时间内导体棒的加速度为a,导体棒的质量

为m,to时刻导体棒的速度为v,根据牛顿运动定律40时有Fkma.t=to时有

=ma而v=

(4-Q)H

ato,由此得a—，故C错误;在O~to内,导体棒ab扫过面积△S=

1|（F-F.）Rt而||（F-

，阿f2c厕通过导体横截面的电荷7量故D正确・

（2018•济南模拟）（多选）如图，两根电阻不计的足够长的光滑金属导轨

MN,PQ,间距为L,两导轨构成的平面与水平面成0角.金属棒ab,cd用绝缘轻绳连

接，其电阻均为R,质量分别为m和2m.沿斜面向上的外力F作用在cd上使两棒

静止，整个装置处在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，重力加

速度大小为g.将轻绳烧断后，保持F不变,金属棒始终与导轨垂直且接触良好.则

（AD）

A.轻绳烧断瞬间,cd的加速度大小a=^gsin0

B.轻绳烧断后,cd做匀加速运动

C.轻绳烧断后,任意时刻两棒运动的速度大小之比Vab:vcd=l：2

、4mgRsin6

D.棒ab的取大速度丫丽二口后

解析:轻绳烧断前，对两金属棒组成的整体，有F=(m+2m)gsin。=3mgsin。，

轻绳烧断瞬间，对cd有F2mgsin。=2ma解得aggsin。，故A正确;随着速度的

变化，电动势不断变化,电流不断变化，安培力不断变化，加速度不断变化，所以cd

棒不可能做匀加速运动，故B错误;两金属棒组成的系统合力为(),动量守恒，所以

有0二mvab2mvcd,得vab:Vcd=2：1,故C错误;回路总电动势E=BLvab+BLvcd,因为

Vab=2vcd,由闭合电路欧姆定律得当棒ab速度最大时，有BIL=mgsin。，

4q/?sinU

则得Vabm二［解严,故D正确.

河北邢台模拟)如图1所示,在磁感应强度B=l.oT的有界

匀强磁场中(MN为边界)，用外力将边长为L=l()cm的正方形金属线框向右匀速

拉出磁场，己知在线框拉出磁场的过程中,ab边受到的磁场力F随时间t变化的关

系如图2