高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第一單元 第2課 法拉第電磁感應(yīng)定律

一、單項(xiàng)選擇題1．下列說法中正確的是()A．磁通量越大，磁通量的變化量越大B．磁通量為0，則磁通量的變化率也一定為0C．磁通量的變化量越大，磁通量的變化率越大D．磁通量的變化率越大，磁通量的變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大2．(2012·安徽六校聯(lián)考)圖中a～d所示分別為穿過某一閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下列論述正確的是()A．圖a中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B．圖b中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C．圖c中回路在0～t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于在t1～t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．圖d中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大3.(2011·惠州高三調(diào)研)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿PQ在寬為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變?yōu)閑2.則e1與e2之比及通過電阻R的感應(yīng)電流方向?yàn)?)A．2∶1，b→a B．1∶2，a→bC．2∶1，a→b D．1∶2，b→a4.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，兩者彼此絕緣，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad和bc的中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，則()A．線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針方向B．線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針方向C．線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D．由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流二、雙項(xiàng)選擇題5.如圖所示為一光滑軌道，其中MN部分為一段對(duì)稱的圓弧，兩側(cè)的直導(dǎo)軌與圓弧相切，在MN部分有如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一較小的金屬環(huán)如圖放置在P點(diǎn)，金屬環(huán)由靜止自由釋放，經(jīng)很多次來回運(yùn)動(dòng)后，下列判斷正確的有()A．金屬環(huán)不能上升到與P等高處B．金屬環(huán)最終將靜止在最低點(diǎn)C．金屬環(huán)上升的最大高度與MN等高D．金屬環(huán)上升的最大高度一直在變小6.如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化．下列說法中正確的是()A．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流可能減小B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流一定增大C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流一定增大D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流可能不變7.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論中正確的是()A．感應(yīng)電流方向改變B．感應(yīng)電流方向不變C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為BavD．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Bav8．閉合回路由電阻R與導(dǎo)線組成，其內(nèi)部磁場(chǎng)大小按下圖所示B－t圖變化，方向如圖所示，則回路中()A．電流方向?yàn)轫槙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(shì)越來越大9．如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對(duì)稱軸．一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)()A．穿過回路的磁通量為零B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2BLv0C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相反三、非選擇題10．(2012·揭陽(yáng)模擬)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量m＝0.32kg、邊長(zhǎng)L＝0.8m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1Ω，邊長(zhǎng)為eq\f(L,2)的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t＝0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛，g取10m/s2.求：(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率．(3)t0的值．11．如圖所示，寬為L(zhǎng)的光滑平行長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為θ，與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直兩導(dǎo)軌放置，其電阻為r.兩導(dǎo)軌由R的電阻在下端相連，其余電阻不計(jì)．求ab沿軌道向下運(yùn)動(dòng)的最大速度．12．(2012·廣州市測(cè)試二)如圖所示，相距L的光滑金屬導(dǎo)軌，半徑為R的eq\f(1,4)圓弧部分豎直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范圍內(nèi)有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌且接觸良好，cd靜止在磁場(chǎng)中；ab從圓弧導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)后與cd沒有接觸．已知ab的質(zhì)量為m、電阻為r，cd的質(zhì)量為3m、電阻為r.金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g.(1)求ab到達(dá)圓弧底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；(2)在圖中標(biāo)出ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)cd棒中的電流方向；(3)若cd離開磁場(chǎng)時(shí)的速度是此刻ab速度的一半．求cd離開磁場(chǎng)瞬間，ab受到的安培力大?。?/p>

參考答案1．解析：磁通量變化量與磁通量沒有直接的關(guān)系，A選項(xiàng)錯(cuò)誤．磁通量的變化率是反映磁通量變化快慢的，與磁通量本身的大小以及磁通量變化量的大小沒有直接關(guān)系，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．磁通量的變化率越大，則磁通量變化得越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大，D選項(xiàng)正確．答案：D2．解析：磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象中，斜率表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以圖a中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖b中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖c中0～t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于t1～t2時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖d中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大．答案：D3．解析：根據(jù)E＝BLv可知，當(dāng)L、v不變，B增大到原來的2倍時(shí)，電動(dòng)勢(shì)也增大到原來的2倍，即e1∶e2＝1∶2；由右手定則可知PQ的電流方向?yàn)镼→P，則通過R的電流方向?yàn)閍→b.答案：B4．解析：由安培定則可判知通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)如圖所示．當(dāng)ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷感應(yīng)電流為a→b，同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d，ad、bc兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針方向的．(逆反思維)答案：B5．解析：金屬環(huán)在進(jìn)入磁場(chǎng)以及穿出磁場(chǎng)的過程中，都將產(chǎn)生渦流，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，金屬環(huán)的動(dòng)能變?。?dāng)金屬環(huán)只在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不再產(chǎn)生渦流，最后將在MN之間來回運(yùn)動(dòng)，所以最后上升的最大高度與MN等高．答案：AC6．解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，而跟磁通量或磁通量的變化無關(guān)．當(dāng)電路的電阻不變時(shí)，感應(yīng)電流的大小也就跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．答案：AD7．解析：由楞次定律可知，閉合回路從一進(jìn)入至完全進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量一直在增大，故電流方向只有一個(gè)；當(dāng)半圓閉合回路一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大Em＝Bav.答案：BD8．解析：由楞次定律可以判斷電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，A項(xiàng)正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可得，E＝neq\f(ΔB,Δt)S，由圖可知eq\f(ΔB,Δt)是恒量，所以電動(dòng)勢(shì)恒定，D項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律，電路中電流是不變的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于磁場(chǎng)均勻增加，線圈面積不變，所以磁通量的變化率恒定不變，C項(xiàng)正確．答案：AC9．解析：正方形閉合回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)，穿過回路的磁通量等值反向，A正確；根據(jù)E＝BLv，有E＝BLv0＋BLv0＝2BLv0，B正確；由右手定則可判斷回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，C錯(cuò)誤；由左手定則可判斷，回路中ab邊與cd邊所受安培力方向均向左，D錯(cuò)誤．答案：AB10．解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2eq\f(ΔB,Δt)＝10×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,2)))2×0.5＝0.4(V)．(2)I＝eq\f(E,r)＝0.4A，P＝I2r＝0.16W.(3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：F安＝nBt0Ieq\f(L,2)＝mgI＝eq\f(E,r)，Bt0＝eq\f(2mgr,nEl)＝2T由圖象知：Bt0＝1＋0.5t0，解得：t0＝2s.答案：(1)0.4V(2)0.16W(3)2s11．解析：由于重力的作用，金屬棒ab向下運(yùn)動(dòng)做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知方向從b→a，這時(shí)磁場(chǎng)對(duì)它產(chǎn)生了作用，由左手定則知ab受到的安培力沿斜面向上；由于開始速度小感應(yīng)電流小，ab所受的安培力小，故做加速運(yùn)動(dòng)，隨著其速度的增大，安培力也增大，當(dāng)安培力等于重力沿斜面向下的分量，ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度最大，設(shè)此時(shí)的速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：E＝BLv.根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(BLv,R＋r).根據(jù)安培力公式，有：F安＝BIL＝eq\f(B2L2v,R＋r).根據(jù)力的平衡條件，有：mg·sinθ＝F安＝eq\f(B2L2v,R＋r)，解得：v＝eq\f(mg·sinθ·R＋r,B2L2).答案：eq\f(mg·sinθ·R＋r,B2L2)12．解析：(1)設(shè)ab到達(dá)圓弧底端時(shí)受到的支持力大小為FN，ab下滑過程機(jī)械能守恒，有mgR＝eq\f(1,2)mv2①由牛頓第二定律FN－mg＝eq\f(mv2,R)②聯(lián)立①②得FN＝3mg③(2)如圖(3)設(shè)cd離開磁場(chǎng)時(shí)ab在磁場(chǎng)中的速度vab