2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第10章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象課時(shí)作業(yè)含解析新人教版

1、第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象時(shí)間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題8分，共80分。其中 16題為單選，710題為多選)1.(2016浙江高考)如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則()a兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流ba、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢之比為91ca、b線圈中感應(yīng)電流之比為34da、b線圈中電功率之比為31答案b解析磁場均勻增大，穿過兩線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知兩線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，a錯(cuò)誤；由法拉第

2、電磁感應(yīng)定律ennl2，得，b正確；由電阻定律r，得，由閉合電路歐姆定律可得i，即，c錯(cuò)誤；由p得，d錯(cuò)誤。2(2019河南名校高三上學(xué)期四聯(lián))如圖甲所示，abcd是邊長為l1 m的正方形金屬線框，電阻為r2 ，虛線為正方形的對(duì)稱軸，虛線上方線框內(nèi)有按圖乙變化的勻強(qiáng)磁場，虛線下方線框內(nèi)有按圖丙變化的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里為正，則線框中的感應(yīng)電流大小為()a. a b. a c. a d. a答案c解析由圖乙得： t/s0.5 t/s，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：e10.25 v，由楞次定律得，線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；由圖丙得： t/s1 t/s，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：e20.5

3、 v，由楞次定律得，線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。線框中的感應(yīng)電流大小為i a，故c正確，a、b、d錯(cuò)誤。3如圖甲所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場中，磁感線分布均勻，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是()at1 s時(shí)，ab邊受到的安培力方向向左bt2 s時(shí)，ab邊受到的安培力為0ct2 s時(shí)，ab邊受到的安培力最大dt4 s時(shí)，ab邊受到的安培力最大答案b解析由題圖知，02 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律知線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，根據(jù)左手定則判斷知ab邊受到的安培力方向向右，a錯(cuò)誤；t2 s時(shí)，0，感應(yīng)電流i0，

4、安培力f0，b正確，c錯(cuò)誤；t4 s時(shí)，b0，安培力f0，d錯(cuò)誤。4.如圖所示，電路中有三個(gè)相同的燈泡l1、l2、l3，電感線圈l的電阻可忽略，d為理想二極管。下列說法正確的是()a閉合開關(guān)s的瞬間，l3立即變亮，l1、l2逐漸變亮b閉合開關(guān)s的瞬間，l2、l3立即變亮，l1逐漸變亮c斷開開關(guān)s的瞬間，l2立即熄滅，l1先變亮一下然后才熄滅d斷開開關(guān)s的瞬間，l2立即熄滅，l3先變亮一下然后才熄滅答案b解析開關(guān)s閉合的瞬間，由于自感線圈l產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的作用，l1逐漸變亮，而l2、l3立即變亮，故a錯(cuò)誤，b正確。斷開開關(guān)s的瞬間，線圈l和l1、l3構(gòu)成回路，因原來l1、l3兩支路電流相等，所以

5、l1、l3逐漸熄滅，l2立即熄滅，故c、d錯(cuò)誤。5如圖甲所示，導(dǎo)體棒mn置于水平導(dǎo)軌上，p、q之間有阻值為r的電阻，pqnm所圍的面積為s，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在02t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒mn始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()a在0t0和t02t0內(nèi)，導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌的摩擦力方向相同b在t02t0內(nèi)，通過電阻r的電流方向?yàn)閜到qc在0t0內(nèi)，通過電阻r的電流大小為d在02t0內(nèi)，通過電阻r的電荷量為答案d解析由楞次定律和右手定則，結(jié)合題圖可知0t0時(shí)間內(nèi)，通過電阻r的電流方向?yàn)閜q，t02t0時(shí)間內(nèi)，

6、電流方向?yàn)閝p，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則可知，兩段時(shí)間內(nèi)安培力方向相反，故導(dǎo)體棒所受靜摩擦力方向相反，a項(xiàng)錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，0t0時(shí)間內(nèi)，e1，所以通過r的電流i1，c項(xiàng)錯(cuò)誤；在02t0時(shí)間內(nèi)，pqnm范圍內(nèi)磁通量變化量為b0s，則通過電阻r的電荷量q2t02t02t0，d項(xiàng)正確。6(2019四川德陽高三二診)如圖所示，光滑絕緣水平面上嵌入一無限長通電直導(dǎo)線。一質(zhì)量為0.02 kg的金屬片在該平面內(nèi)以大小為v02 m/s、方向與電流方向成60角的初速度滑出。則()a圓形金屬片最終將靜止在水平面上的某處b圓形金屬片最終沿垂直導(dǎo)線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)c圓形金屬片所受安培力方向始終和運(yùn)動(dòng)方向

7、相反d圓形金屬片中產(chǎn)生的電能最多為0.03 j答案d解析直導(dǎo)線周圍有環(huán)形磁場，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，圓形金屬片向右運(yùn)動(dòng)，磁通量減小，會(huì)產(chǎn)生渦流，根據(jù)“來拒去留”(電磁阻尼)可知，所受的安培力將阻礙金屬圓片遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線，即安培力垂直直導(dǎo)線向左，與運(yùn)動(dòng)方向并非相反，安培力使圓形金屬片在垂直導(dǎo)線方向做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直導(dǎo)線方向的速度減為零時(shí)，只剩沿導(dǎo)線方向的速度，之后磁通量不變，無感應(yīng)電流，水平方向合力為零，故接著做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故a、b、c錯(cuò)誤；由題意知：沿導(dǎo)線方向的分速度v1v0cos601 m/s，根據(jù)能量守恒定律，得：qmvmv0.03 j，故金屬片中最多產(chǎn)生0.03 j的電能，d正確。7如

8、圖所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌mn和pq放置在水平面內(nèi)，間距為l，電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接的電阻阻值為r。在導(dǎo)軌上有一均勻金屬棒ab，其長度為2l、阻值為2r，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，接觸點(diǎn)為c、d。在ab棒上施加水平拉力使其以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長。下列說法正確的是()a金屬棒c、d兩點(diǎn)間的電勢差為blvb金屬棒a、b兩點(diǎn)間的電勢差為blvc通過電阻的電流大小為d水平拉力的功率為答案bd解析導(dǎo)體棒以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢ecdblv，eab2blv，cd與導(dǎo)軌間電阻r組成閉合回路，ucdrblv，故a錯(cuò)誤。uabeacucdedb

9、，其中eacedbblv，所以u(píng)abblv，故b正確。通過電阻的電流i，故c錯(cuò)誤。水平拉力的功率pfv，其中ffa，fabil，聯(lián)立得p，故d正確。8如圖所示，水平面內(nèi)固定兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌mn、mn，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌之間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將兩根粗細(xì)均勻的相同銅棒ab、cd放在兩導(dǎo)軌上，若兩棒從圖示位置開始以相同的速度沿mn方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中兩棒始終與兩導(dǎo)軌接觸良好，且始終與導(dǎo)軌mn垂直，不計(jì)一切摩擦，則下列說法正確的是()a回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流b回路中總的感應(yīng)電動(dòng)勢不變c回路中的感應(yīng)電流不變d回路中的熱功率不斷減小答案bd解析兩棒沿mn方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過

10、回路的磁通量不斷增大，根據(jù)楞次定律知，回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，a錯(cuò)誤；設(shè)開始時(shí)兩棒間的距離為l，兩導(dǎo)軌間的夾角為，則回路中總的感應(yīng)電動(dòng)勢ebltanv，恒定，b正確；回路中總的感應(yīng)電流i，由于運(yùn)動(dòng)過程中兩棒在兩導(dǎo)軌間的總電阻r不斷增大，故i不斷減小，c錯(cuò)誤；根據(jù)p知，回路中的熱功率不斷減小，d正確。9在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，有一與磁場方向垂直、長度為l的金屬桿ao，已知abbcco，a、c與磁場中以o為圓心的同心圓(都為部分圓弧)金屬軌道始終接觸良好。一電容為c的電容器接在軌道上，如圖所示，當(dāng)金屬桿在與磁場垂直的平面內(nèi)以o為軸、以角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)()auac2uabbuao9

11、ucoc電容器所帶電荷量qbl2cd若在eo間連接一個(gè)電壓表，則電壓表示數(shù)為零答案bc解析根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的公式ebl2得ao、bo、co間的電勢差分別為uaobl2，ubob2bl2，ucob2bl2，則uacuaoucobl2，uabuaoubobl2，可見，uac1.6uab，uao9uco，故b正確，a錯(cuò)誤。電容器板間電壓等于ac間的電勢差，則電容器所帶電荷量為qcuacbl2c，故c正確。若在eo間連接一個(gè)電壓表，電壓表與co、軌道組成的閉合回路磁通量增加，會(huì)有電流通過電壓表，則電壓表將有示數(shù)，故d錯(cuò)誤。10(2019廣西欽州三模)如圖，兩條間距為l的平行金屬導(dǎo)軌位于

12、同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為r的電阻；一金屬棒垂直放置在兩導(dǎo)軌上；在mn左側(cè)面積為s的圓形區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b隨時(shí)間t的變化關(guān)系為bkt，式中k為常量，且k0；在mn右側(cè)區(qū)域存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。t0時(shí)刻，金屬棒從mn處開始，在水平拉力f作用下以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻及摩擦均可忽略。則()a在t時(shí)刻穿過回路的總磁通量為b0lv0tb通過電阻r的電流為恒定電流c在時(shí)間t內(nèi)流過電阻的電荷量為td金屬棒所受的水平拉力f隨時(shí)間均勻增大答案bc解析根據(jù)題意可知，mn左邊的磁場方向與右邊的磁場方向相同，那么總磁通

13、量即為兩種情況磁通量之和，則在時(shí)刻t穿過回路的總磁通量為12ktsb0v0tlktsb0lv0t，故a錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得e，結(jié)合閉合電路歐姆定律得i，故通過電阻r的電流為恒定電流，故b正確；t時(shí)間內(nèi)通過電阻的電量為qitt，故c正確；金屬棒所受的安培力大小fab0il；根據(jù)平衡條件得，水平恒力大小等于安培力大小，即為f，故外力f是一個(gè)恒量，故d錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共1小題，共20分)11.(2019廣東廣州外國語學(xué)校高三考試)如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌op、oq固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為74。導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b00.2 t

14、，t0時(shí)刻，一長為l1 m的金屬桿mn在外力作用下以恒定速度v0.2 m/s從o點(diǎn)開始向右滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中金屬桿mn與導(dǎo)軌接觸良好，且始終垂直于兩導(dǎo)軌夾角的平分線，金屬桿的中點(diǎn)始終在兩導(dǎo)軌夾角的平分線上，導(dǎo)軌與金屬桿單位長度(1 m)的電阻均為r00.1 。sin370.6。(1)求t12 s時(shí)刻，金屬桿中的感應(yīng)電動(dòng)勢e和此時(shí)閉合回路的總長度。(2)求t12 s時(shí)刻，閉合回路中的感應(yīng)電流i。(3)若在t12 s時(shí)刻撤去外力，為保持金屬桿繼續(xù)以v0.2 m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，在金屬桿脫離導(dǎo)軌前可采取將b從b0逐漸減小的方法，從撤去外力開始計(jì)時(shí)的時(shí)間為t2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度b應(yīng)隨時(shí)間t2怎樣變化(寫出b與 t2的關(guān)系式)。答案(1)0.024 v1.6 m(2)0.15 a(3)b。解析(1)在t12 s時(shí)刻，金屬桿運(yùn)動(dòng)的距離xvt10.4 m，連入回路的金屬桿的長度l2xtan370.6 m，回路的電動(dòng)勢eb0lv