课时突破练59　法拉第电磁感应定律及其应用-2027版高考物理一轮复习

物理课时突破练59法拉第电磁感应定律及其应用基础·满分练命题角度一

法拉第电磁感应定律的理解和应用1.

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(

C

)A.

t=0时刻线圈中感应电动势为零B.

t=5×10-3s时刻线圈中感应电动势最大C.

t=1×10-3s时刻线圈中的感应电动势比

t=3×10-3s时刻的大D.

0~5×10-3s时间内线圈中平均感应电动势为0.4VC123456789

123456789命题角度二

导体转动切割磁感线产生感应电动势2.

(2025浙江杭州二中模拟)如图所示,金属圆环内外半径为r和2r,匀强磁场B

垂直圆环平面向里,两环之间接有电容器,在两环间且接触良好的金属导体

ab棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转,已知电容器的电容为C,则下列说法正

确的是(

D

)A.

电容器c极板带负电B.

cd间电压逐渐增大C.

金属棒ab产生的电动势为Bωr2D123456789

123456789命题角度三

导体平动切割磁感线产生感应电动势3.

(13分)(2025浙江杭州测试)如图甲所示,斜面顶部线圈的横截面积S=0.02

m2,匝数N=200,内有水平向左均匀增加的磁场B1,磁感应强度随时间的变化

图像如图乙所示。线圈与间距为L=0.2m的光滑平行金属导轨相连,导轨固

定在倾角θ=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T

的匀强磁场,磁场方向垂直于斜面向上。123456789质量m=0.02kg的导体棒ab垂直导轨放置,其有效电阻R=1Ω,从无磁场区域由静止释放,导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场B2中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨足够长,线圈和导轨电阻均不计。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)导体棒进入磁场B2前流过导体棒的感应电流大小和方向;答案:(1)0.4A,电流方向b到a

(2)导体棒刚好进入磁场B2时的速度大小;答案:8m/s

(3)导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。

123456789

(2)导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场B2中匀速下滑,由平衡条件

可得B2I2L=mgsin

θ,导体棒在B2中切割磁感线产生的感应电流方向为b到a,

回路中的感应电动势为E1+E2,由闭合电路欧姆定律可得E1+E2=I2R,感应电

动势大小为E2=B2Lv,解得v=8

m/s。

123456789命题角度四

自感现象的解释4.

如图所示,电路中包含电动势为E、内阻为r的电源,三个阻值均为R的定值

电阻A、B、C,以及一个自感系数较大、直流电阻可忽略的线圈。针对电

路不同状态,下列分析正确的是(

B

)A.

S闭合瞬间,流过A、B、C的电流之比为1∶1∶1B.

S闭合到电路稳定过程中,C的功率变小C.

电路稳定后,B与C两端的电压之比为1∶2D.

电路稳定后断开S瞬间,B两端的电压与稳定时

B两端电压之比为1∶2B123456789

123456789命题角度五

涡流的应用5.

(2025浙江定海模拟)高达632m的上海中心大厦,在工程师的巧妙设计下,它能抵挡15级大风,位于第126层的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”起到了关键作用。这款阻尼器由我国自主研发,重达1000t,在大厦受到风力作用摇晃时,阻尼器质量块由于惯性产生反向摆动,在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板正对,由于电磁感应产生涡流,从而使大厦减振减摆,其简化示图如图所示。123456789下列关于该阻尼器的说法正确的是(

D

)DA.

质量块下方相对的地板可以是导体也可以是绝缘体,对减振效果没有影响B.

阻尼器的振动频率取决于自身的固有频率C.

大厦受到风力作用摇晃时,阻尼器质量块的振动频率小于大厦的摇晃频率D.

地板随大厦摇晃时,在地板内产生涡流,使大厦摇晃的机械能最终转化为热能123456789解析:在质量块下方圆盘状的永磁体与楼体地板相对,由于电磁感应产生涡

流,从而使大厦减振减摆,可知该阻尼器为电磁阻尼,只有下方地板是导体时,

才会起作用,故A错误;大厦受到风力作用摇晃时,阻尼器做受迫振动,阻尼器

质量块的振动频率等于大厦的摇晃频率,故B、C错误;地板随大厦摆动时,在

地板内产生涡流,地板导体内有电阻,使大厦摇晃的机械能最终转化为热能

逐渐耗散掉,符合电磁阻尼原理。故D正确。123456789命题角度六

电磁驱动和电磁阻尼的应用6.

如图甲所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体,磁体的N极向下。将磁体

托起到某一高度(弹簧处于压缩状态)后放开,磁体能上下振动较长时间才停

下来。如果在磁体下端放一个固定的闭合金属圆环(如图乙所示),仍将磁体

托起到同一高度后放开,磁体就会很快地停下来。针对这个现象,下列解释正确的是(

A

)A.

磁体很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流B.

磁体、弹簧、地球组成的系统机械能守恒C.

磁体在运动过程中一直受到向上安培力的阻碍作用D.

金属圆环的制作材料一定不是铝,因为磁体对铝不会产生力的作用A123456789解析:磁体上下运动过程中在圆环中产生了感应电流,因此受到安培力作用,

根据牛顿第三定律,磁体也受到安培力的作用,由楞次定律可知,产生的感应

电流总是阻碍磁通量的变化,在此处体现为阻碍磁体的相对运动,故磁体能

很快停下来,A正确;磁体、弹簧、地球组成的系统中,有安培力做功,系统机

械能不守恒,B错误;磁体在向下运动的过程中受到向上的安培力,在向上运

动的过程中受到向下的安培力,C错误;磁体很快停下来是由于安培力作用,

而非磁体对金属的吸引力,所以只要圆环是金属的,就能产生感应电流从而

受到安培力,D错误。123456789能力·高分练123456789

AB123456789

8.

(2025浙江6月选考)如图甲所示,有一根长1m、两端固定紧绷的金属丝,通

过导线连接示波器。在金属丝中点处放置一蹄形磁体,在中点附近1.00cm

范围内产生B=10-3T、方向垂直金属丝的匀强磁场(其他区域磁场忽略不

计)。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动,稳定后形成

如图乙所示的不同时刻的波形,其中最大振幅A=0.5cm。若振动频率为f,则

振动最大速度v=2πfA。已知金属丝接入电路的电阻r=0.5Ω,示波器显示输

入信号的频率为150Hz。123456789下列说法正确的是(

C

)CD.

若让激振器产生沿金属丝方向的振动,其他条件不变,则金属丝中点的振

幅为零123456789

123456789素养·提升练9.

(多选)如图所示,内壁光滑的半径为R的玻璃圆环水平放置,有一直径略小

于圆环口径、电荷量为q的带正电的小球,在圆环内以速度v0沿顺时针方向

匀速转动(俯视)。在t=0时刻施加方向竖直向上的变化磁场,磁感应强度

B=kt