高考物理二輪復習第十章電磁感應夯基保分練二拉第電磁感應定律自感

1、夯基保分練(二)法拉第電磁感應定律自感A級保分練1.(2017青島模擬)如圖所示為地磁場磁感線的示意圖。一架民航飛機在赤道上空勻速飛行，機翼保持水平，由于遇到強氣流作用使飛機豎直下墜，在地磁場的作用下，金屬機翼上有電勢差。設飛行員左方機翼末端處的電勢為1，右方機翼末端處的電勢為2，忽略磁偏角的影響，則()A若飛機從西往東飛，2比1高B若飛機從東往西飛，2比1高C若飛機從南往北飛，2比1高D若飛機從北往南飛，2比1高解析：選C由于地磁場的方向是由南到北的，若飛機從西往東飛或者從東往西飛，豎直下墜，機翼方向與地磁場方向平行，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動勢，所以機翼兩端不存在電勢差，故A、B錯誤；若

2、飛機從南往北飛，豎直下墜，機翼方向與地磁場方向垂直，由右手定則可判定，飛機的右方機翼末端的電勢比左方機翼末端的電勢高，即2比1高，同理可知，若飛機從北往南飛，2比1低，故C正確，D錯誤。2(多選)(2015全國卷)1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉時，磁針也隨著一起轉動起來，但略有滯后。下列說法正確的是()A圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動C在圓盤轉動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D圓

3、盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉動解析：選AB當圓盤轉動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，選項A正確；如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應電流，根據(jù)楞次定律，感應電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉動，但略有滯后，選項B正確；在圓盤轉動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤；圓盤顯電中性，轉動不會產(chǎn)生磁場，選項D錯誤。3(2015重慶高考)如圖為無線充電技術中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S。若在t1到t2時間內(nèi)，勻強

4、磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差ab()A恒為B從0均勻變化到C恒為D從0均勻變化到解析：選C根據(jù)法拉第電磁感應定律得，感應電動勢Enn，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點電勢高于a點電勢，因磁場均勻變化，所以感應電動勢恒定，因此a、b兩點電勢差恒為abn，選項C正確。4.如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁

5、感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為()A.B. C. D.解析：選C當導線框勻速轉動時，設半徑為r，導線框電阻為R，在很小的t時間內(nèi)，轉過圓心角t，由法拉第電磁感應定律及歐姆定律可得感應電動勢E1；當導線框不動，而磁感應強度發(fā)生變化時，同理可得感應電動勢E2，要使I1I2，必須使E1E2，可得，C對。5.(多選)(2017長春外國語學校檢測)如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行金屬導軌上向右滑行，設整個電路總電阻保持不變，勻強磁場與導軌所在平面垂直，下列敘述正確的是()Aab桿中的電流與速率成正比B電路產(chǎn)生的電熱功

6、率與速率成正比C磁場作用于ab桿的安培力與速率的平方成正比D外力對ab桿做功的功率與速率的平方成正比解析：選ADab桿做切割磁感線運動，產(chǎn)生的感應電動勢EBLv，電流I，可知電流與速率成正比，A正確；根據(jù)PI2R，知電阻R產(chǎn)生的熱功率(即電路產(chǎn)生的電熱功率)與速率平方成正比，B錯誤；安培力F安BIL，知安培力與速率成正比，C錯誤；速率恒定，則外力FF安，故P外Fv，可知外力對ab桿做功的功率與速率的平方成正比，D正確。6.(2017鞍山第一中學模擬)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指剪開拉直時兩端的電阻)，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，與環(huán)的最高點A連接的長度為

7、2a、電阻為的導體棒AB，由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的線速度為v，則這時導體棒AB兩端的電壓大小為()A. B. C. DBav解析：選A當擺到豎直位置時，導體棒AB產(chǎn)生的感應電動勢為：EB2a2BaBav，圓環(huán)被導體棒分為兩個半圓環(huán)，兩半圓環(huán)并聯(lián)，并聯(lián)電阻R并，電路電流：I，AB兩端的電壓相當于路端電壓，AB兩端的電壓大小為：UIR外Bav，故A正確。7(多選)如圖甲所示，單匝線圈兩端A、B與一理想電壓表相連，線圈內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，線圈中的磁通量變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是()A00.10 s內(nèi)磁通量的變化量為0.15 WbB電壓表讀數(shù)為0.5 VC電

8、壓表“”接線柱接A端DB端比A端的電勢高解析：選BC磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可得感應電流方向為逆時針方向，即電流從A流向B，所以電壓表“”接線柱接A端，A端的電勢比B端的高，根據(jù)法拉第電磁感應定律E0.5 V，即電壓表示數(shù)為0.5 V，綜上所述，B、C正確。8.(2017商丘模擬)在如圖所示的電路中，a、b為兩個完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)較大且電阻不能忽略的線圈，E為電源，S為開關。關于兩燈泡變亮和熄滅的下列說法正確的是()A閉合開關，b先亮，a后亮；穩(wěn)定后b比a更亮一些B閉合開關，a先亮，b后亮；穩(wěn)定后a、b一樣亮C斷開開關，a逐漸熄滅、b先變得更亮后再與a同時熄滅D斷開開關，b逐漸熄

9、滅、a先變得更亮后再與b同時熄滅解析：選A電感線圈在電路中電流變化時，會阻礙其變化，電流增大時，阻礙其增大，電流減小時，阻礙其減小，穩(wěn)定時相當于一導體。當閉合開關時，b先亮，a后亮，穩(wěn)定時a所在支路電流小，所以b比a更亮一些，A正確，B錯誤；斷開開關時，原流過a的電流經(jīng)b形成回路，且比b的原電流小，即a、b均逐漸熄滅，不會有先變得更亮的情況，C、D錯誤。B級拔高練9.(多選)如圖所示是研究自感通電實驗的電路圖，A1、A2是兩個規(guī)格相同的燈泡，閉合電鍵調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開電鍵S。重新閉合電鍵S，則()A閉合S瞬間，A1立刻變亮，A2逐漸變

10、亮B閉合S瞬間，A2立刻變亮，A1逐漸變亮C穩(wěn)定后，L和R兩端電勢差一定相同D穩(wěn)定后，A1和A2兩端電勢差不相同解析：選BC根據(jù)題設條件可知，閉合電鍵S調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，說明此時電阻R的阻值與線圈L的電阻一樣大，斷開電鍵S再重新閉合電鍵S的瞬間，根據(jù)自感原理，可判斷A2立刻變亮，而A1逐漸變亮，A錯誤，B正確；穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，根據(jù)題設條件可判斷線圈L和R兩端的電勢差一定相同，A1和A2兩端電勢差也相同，C正確，D錯誤。10.(2015全國卷)如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉動時，a、b

11、、c三點的電勢分別為Ua 、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是()AUaUc，金屬框中無電流BUbUc，金屬框中電流方向沿abcaCUbcBl2，金屬框中無電流DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba解析：選C金屬框abc平面與磁場平行，轉動過程中磁通量始終為零，所以無感應電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤；轉動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則判斷UaUc，UbUc，選項A錯誤；由轉動切割產(chǎn)生感應電動勢的公式得Ubc Bl2，選項C正確。11.(2015安徽高考)如圖所示，abcd為水平放置的平行“ ”形光滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁

12、場，磁感應強度大小為B，導軌電阻不計，已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)。則()A電路中感應電動勢的大小為B電路中感應電流的大小為C金屬桿所受安培力的大小為D金屬桿的熱功率為解析：選B金屬桿切割磁感線的有效長度為l，電路中感應電動勢的大小為EBlv，選項A錯誤；電路中感應電流的大小為I，選項B正確；金屬桿所受安培力的大小為FBIlB，選項C錯誤；金屬桿的熱功率為PI2R，選項D錯誤。12(2015江蘇高考)做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應電流。某同學為了估算

13、該感應電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r5.0 cm，線圈導線的截面積A0.80 cm2，電阻率1.5 m。如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應強度B在0.3 s內(nèi)從1.5 T均勻地減為零，求：(計算結果保留一位有效數(shù)字)(1)該圈肌肉組織的電阻R；(2)該圈肌肉組織中的感應電動勢E；(3)0.3 s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)由電阻定律得R，代入數(shù)據(jù)得R6103 。(2)感應電動勢E，代入數(shù)據(jù)得E4102 V。(3)由焦耳定律得Qt，代入數(shù)據(jù)得Q8108 J。答案：(1)6103 (2)4102 V(3)8108 J13(1

14、)如圖甲所示，兩根足夠長的平行導軌，間距L0.3 m，在導軌間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B10.5 T。一根直金屬桿MN以v2 m/s的速度向右勻速運動，桿MN始終與導軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r11 ，導軌的電阻可忽略。求桿MN中產(chǎn)生的感應電動勢E1。(2)如圖乙所示，一個匝數(shù)n100的圓形線圈，面積S10.4 m2，電阻r21 。在線圈中存在面積S20.3 m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B2隨時間t變化的關系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E2。(3)有一個R2 的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的導軌和圖乙中的圓形線圈相連接，b端接地。試判斷以上兩種情況中，哪種情況a端的電勢較