高三物理一輪復(fù)習(xí)題組層級(jí)快練35第九章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律

1、法拉第電磁感應(yīng)定律一、選擇題(其中19題，只有一個(gè)選項(xiàng)正確，1012題有多個(gè)選項(xiàng)正確)1(2015·廣東惠州)閉合回路由電阻R與導(dǎo)線組成，其內(nèi)部磁場大小按Bt圖變化，方向如圖所示，則回路中()A電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向B電流越來越大C磁通量的變化率恒定不變D產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越來越大解析A項(xiàng)，由楞次定律可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，E/tBS/t，故感應(yīng)電動(dòng)勢保持不變，電流不變，故B、D項(xiàng)均錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖像可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，則由BS可知，磁通量隨時(shí)間均勻增加，故其變化率恒定不變，故C項(xiàng)正確解析C設(shè)置目的考查法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律2

2、(2015·北京昌平)如圖中所標(biāo)的導(dǎo)體棒的長度均為L，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)體棒平動(dòng)速度均為v，產(chǎn)生電動(dòng)勢為BLv的是()解析EABLvsin30°BlvEBBLvcos90°0ECBLvsin30°·cos90°0EDBLv，D選項(xiàng)正確答案D設(shè)置目的法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒的有效長度3(2015·河南實(shí)驗(yàn)中學(xué))半徑為r的帶缺口剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，并處在變化的磁場中，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如甲圖所示磁場的方向垂直于紙面，規(guī)定垂直紙面向里

3、為正，變化規(guī)律如乙圖所示則以下說法正確的是()A第2秒內(nèi)上極板為正極B第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極C第2秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為零D第4秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為解析A項(xiàng)，第2 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電；故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，第3 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電；故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，第2秒末感應(yīng)電動(dòng)勢不變，則兩極板之間的電場強(qiáng)度大小不為零，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由題意可知，第4秒末兩極板間的電場強(qiáng)度大小E，故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案A設(shè)置目的法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律4.如圖所示，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的

4、均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌空間存在垂直于紙面的均勻磁場用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從a位置開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是()解析設(shè)bac2，單位長度電阻為R0，則MN切割產(chǎn)生電動(dòng)勢EBLvBv·2vt×tan2Bv2ttan，回路總電阻為R(2vttan)R0vtR0(2tan)，由閉合電路歐姆定律，得I，i與時(shí)間無關(guān)，是一定值，故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案A設(shè)置目的考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢、閉合電路的歐姆定律、電流時(shí)間圖像5(2015

5、·山西太原)如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)用相同材料、相同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制的單匝閉合正方形線圈1和2，其邊長L1L2，在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再逐漸完全進(jìn)入磁場，最后落到地面運(yùn)動(dòng)過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界設(shè)線圈1、2落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q1，通過線圈截面的電荷量分別為q1、q2，不計(jì)空氣阻力，則()Av1v2，Q1Q2，q1q2Bv1v2，Q1Q2，q1q2Cv1v2，Q1Q2，q1q2Dv1v2，Q1Q2，q1q2解析線圈從同一高度下落，到達(dá)磁場邊界時(shí)

6、具有相同的速度v，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，受到磁場的安培力大小為：F由電阻定律，有R(為材料的電阻率，L為線圈的邊長，S為導(dǎo)線的橫截面積)，線圈的質(zhì)量m0S·4L，(0為材料的密度)當(dāng)線圈的下邊剛進(jìn)入磁場時(shí)其加速度為：ag聯(lián)立得，加速度為ag由上式分析得知，線圈1和2進(jìn)入磁場的過程先同步運(yùn)動(dòng)，由于當(dāng)線圈2剛好全部進(jìn)入磁場中時(shí)，線圈1由于邊長較長還沒有全部進(jìn)入磁場，線圈2完全進(jìn)入磁場后做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，而線圈1仍先做加速度小于g的變加速運(yùn)動(dòng)，完全進(jìn)入磁場后再做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)的位移相同，所以落地速度v1v2.由能量守恒，可得Qmg(hH)mv2(H是磁場區(qū)域

7、的高度)，因?yàn)閙1m2，v1v2，所以可得Q1Q2.根據(jù)qL知，q1q2.答案A設(shè)置目的考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢、閉合電路的歐姆定律6.(2015·黑龍江佳木斯中學(xué))如圖所示，A是一邊長為L的正方形導(dǎo)線框虛線框內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為3L.線框的bc邊與磁場左右邊界平行且與磁場左邊界的距離為L.現(xiàn)維持線框以恒定的速度v沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)規(guī)定磁場對線框作用力沿x軸正方向?yàn)檎以趫D示位置時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則在線框穿過磁場的過程中，磁場對線框的作用力隨時(shí)間變化的圖像正確的是()解析在整個(gè)過程中，線框進(jìn)入和穿出磁場的過程中，只有一邊切割磁感線，線框的磁通量一直變化，產(chǎn)生感應(yīng)

8、電流，根據(jù)楞次定律，安培力阻礙導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動(dòng)，可知安培力方向一直向左，沿負(fù)方向線框完全在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不受安培力，F(xiàn)0，故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案B設(shè)置目的考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢、安培力的大小，右手定則和左手定則7(2015·陜西神木中學(xué))如圖甲所示，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場變化規(guī)律如圖乙所示，面積為S的單匝金屬線框處在磁場中，線框與電阻R相連若金屬框的電阻為，則下列說法正確的是()A流過電阻R的感應(yīng)電流由b到aB線框cd邊受到的安培力方向沿紙面向上C感應(yīng)電動(dòng)勢大小為Dab間電壓大小為解析A項(xiàng)，由楞次定律可得：感

9、應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，所以通過R的電流方向?yàn)閍b，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)左手定則可知，線框cd邊受到的安培力方向向下，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，穿過線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為EN·S，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由閉合電路歐姆定律，可得I，那么R兩端的電壓為UIR，故D項(xiàng)正確答案D設(shè)置目的法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律結(jié)合8(2015·寧夏銀川)如圖所示，一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對角線勻速運(yùn)動(dòng)，穿過具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知對角線AC的長度為磁場寬度的兩倍且與磁場邊界垂直下面對于線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像(電流以ABCD順序流向?yàn)檎较?，從C點(diǎn)進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí))正確的是()答案B

10、解析線圈在進(jìn)磁場的過程中，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)锳BCD方向，即為正值，在出磁場的過程中，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向?yàn)镈CBA，即為負(fù)值在線圈進(jìn)入磁場的前一半的過程中，切割的有效長度均勻增大，感應(yīng)電動(dòng)勢均勻增大，則感應(yīng)電流均勻增大，在線圈進(jìn)入磁場的后一半過程中，切割的有效長度均勻減小，感應(yīng)電動(dòng)勢均勻減小，則感應(yīng)電流均勻減小；在線圈出磁場的前一半的過程中，切割的有效長度均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，在線圈出磁場的后一半的過程中，切割的有效長度均勻減小，感應(yīng)電流均勻減小故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤故選B項(xiàng)設(shè)置目的考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢、右手定則9.如圖所示，EOF和EOF為

11、空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中EOEO，F(xiàn)OFO，且EOOF；OO為EOF的角平分線，OO間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿OO方向勻速通過磁場，t0時(shí)刻恰好位于圖示位置規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是()解析本題中四個(gè)選項(xiàng)都是it關(guān)系圖線，故可用排除法因在第一個(gè)階段內(nèi)通過導(dǎo)線框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此過程中電流沿逆時(shí)針方向，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；由于穿過整個(gè)磁場區(qū)域的磁通量變化是0，由q，可知整個(gè)過程中通過導(dǎo)線框的總電荷量也應(yīng)為零，而在it圖像中圖線與時(shí)間軸所圍總面積為零，即時(shí)間軸的上下圖形面積的絕對值應(yīng)相等，

12、故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確答案B設(shè)置目的考查排除法解決疑難10.如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度均為L，邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是()解析線框右邊開始進(jìn)入磁場時(shí)，由右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；當(dāng)右邊框開始進(jìn)入右邊磁場時(shí)，電流變?yōu)轫槙r(shí)針；而從磁場中離開時(shí)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針；由EBLv及vat可知，EBLat，電動(dòng)勢隨時(shí)間為均勻增大，故電流也隨時(shí)間均勻增大，A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；而由E

13、BLv及v22ax可知，EBL，故電流與成正比，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案AC設(shè)置目的導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合11(2015·上海市普陀區(qū))如圖甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)n20，總電阻R2.5 ，邊長L0.3 m，處在兩個(gè)半徑均為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域中線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓中心重合，線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓中心重合磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外，大小不變；B2垂直水平面向里，大小隨時(shí)間變化，B1、B2的值如圖乙所示()A通過線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向Bt0時(shí)刻穿過線框的磁通量為0.1 WbC在t0.6 s內(nèi)通過線框中的電量為0.12 CD經(jīng)過t0.

14、6 s線框中產(chǎn)生的熱量為0.06 J解析A項(xiàng)，由磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外，大小不變；B2垂直水平面向里，大小隨時(shí)間增大，故線框的磁通量減小，由楞次定律可得，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，t0時(shí)刻穿過每匝線框的磁通量為：B1××r2B2××r21×0.5×3.14×0.122××3.14×0.12 Wb3.8×103 Wb，總磁通量為n20×3.8×103 Wb7.6×102Wb，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在t0.6 s內(nèi)通過線框中的電量qt

15、t×t C0.12 C，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，由QI2Rt()2R×t J0.06 J，故D項(xiàng)正確答案ACD設(shè)置目的法拉第電磁感應(yīng)定律；焦耳定律電磁感應(yīng)與電路結(jié)合12(2015·山東滕州)如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間、L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場，大小均為1 T，方向垂直于虛線所在平面現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cdL0.5 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為2 ，將其從圖示位置靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已

16、知t1t2的時(shí)間間隔為0.6 s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直方向(重力加速度g取10 m/s2)則()A在0t1時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25 CB線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8 m/sC線圈的長度為2 mD0t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2 J解析A項(xiàng)，在0t1時(shí)間內(nèi)，cd邊從L1運(yùn)動(dòng)到L2，通過線圈的電荷量為q C0.25 C故A項(xiàng)正確B項(xiàng)，根據(jù)平衡，有mgBIL，而I，聯(lián)立兩式解得v m/s8 m/s.故B項(xiàng)正確C項(xiàng)，t1t2的時(shí)間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，知以cd在L2為初狀態(tài)，以ab邊剛進(jìn)L3為末狀態(tài)，設(shè)磁場的寬度為d，則線圈下降的位移為3d，則有3dvtgt2，v8

17、 m/s，t0.6 s，代入解得d1 m，所以線圈的長度為L2d2 m故C項(xiàng)正確D項(xiàng)，0t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得，Qmg(3d2d)mv21.8 J.答案ABC設(shè)置目的導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化二、非選擇題13(2014·浙江)某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測速裝置，工作原理如圖一個(gè)半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為rR/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)

18、磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 Ta點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過電刷與O端相連測量a、b兩點(diǎn)間的電勢差U可算得鋁塊速度，鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時(shí)，測得U0.15 V(細(xì)線與圓盤間沒有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g10 m/s2)(1)測U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？(2)求此時(shí)鋁塊的速度大小解析(1)根據(jù)右手定則，電動(dòng)勢方向從O到A，故a連接著電壓表的正極(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律，得到UEn，其中BR2，解得UBR2，鋁塊的速度vrR，故v2 m/s.答案(1)正極(2)2 m/s設(shè)置目的考查考生信息攝取、提煉、加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力14(2016·黑龍江鶴崗)放在絕緣水平面上的兩條平行導(dǎo)軌MN和PQ之間的寬度為L，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，B的方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，其他部分電阻不計(jì)導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器，長為2L的金屬棒放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，其a端放在導(dǎo)軌PQ上現(xiàn)將金屬棒以a端為軸，以角速度沿導(dǎo)軌平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°