2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练30法拉第电磁感应定律自感现象含解析20190429325.wps
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1、法拉第电磁感应定律 自感现象 30 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 1.2019河北省承德二中测试如图所示,用相同导线绕成的两个单匝线圈 a、b 的半径 分别为 r 和 2r,圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合,若磁场的磁感应强度均匀增大,开 始时的磁感应强度不为 0,则( ) A任意时刻,穿过 a、b 两线圈的磁通量之比均为 1:4 Ba、b 两线圈中产生的感应电动势之比为 1:2 Ca、b 两线圈中产生的感应电流之比为 4:1 D相同时间内 a、b 两线圈产生的热量之比为 2:1 答案:D 解析:任意时刻,穿过 a、b 两线圈的磁感线条数相等,磁通量相等,故磁通量之比为 B
2、 B 1:1,故 A 错误根据法拉第电磁感应定律得:E S,Sr2,因为 S 相等, 也相 t t 等,所以 a、b 两线圈中产生的感应电动势相等,感应电动势之比为 1:1,故 B 错误线圈 E a、b 的半径分别为 r 和 2r,周长之比为 1:2,电阻之比为 1:2,根据欧姆定律知 I , R E2 得 a、b 两线圈中产生的感应电流之比为 2:1.故 C 错误根据焦耳定律得 Q t,相同时 R 间内 a、b 两线圈产生的热量之比为 2:1,故 D 正确 2. 2019湖南省衡阳八中模拟(多选)如图所示,均匀金属圆环的总电阻为 4R,磁感应强度 为 B 的匀强磁场垂直穿过圆环,金属杆 OM
3、 的长为 l,阻值为 R,M 端与环接触良好,绕过圆心 O 的转轴以恒定的角速度 顺时针转动阻值为 R 的电阻一端用导线和环上的 A 点连接,A 点位 于 O 点的正下方,另一端和转轴 O 处的端点相连接下列判断正确的是( ) Bl2 A金属杆 OM 旋转产生的感应电动势恒为 2 1 Bl2 B通过电阻 R 的电流的最小值为 ,方向从 Q 到 P 8R Bl2 C通过电阻 R 的电流的最大值为 ,且 P、Q 两点电势满足 PQ 4R Bl2 DO、M 两点间电势差绝对值的最大值为 3 答案:AD v 解析:M 端线速度为 vl,OM 切割磁感线的平均速度为v ,OM 转动切割磁感线产生 2 v
4、 1 的电动势恒为:EBl Bl2,A 正确;当 M 端位于圆环最上端时,圆环两部分电阻相等, 2 2 E Bl2 并联电阻 最大,电流最小,R并R,通过电阻 R 的电流的最小值为 Imin ,根据右手 3R 6R 定则可得电流方向从 Q 到 P,B 错 误;当 M 位于最下端时圆环接入电路的电阻为 0,此时有最大 E Bl2 电 流:Imax ,根据右手定则可得电流方向从 Q 到 P,P、Q 两点电势满足 P0,金属棒将一直加速,A 错、B 对;由右手定则可知,金属棒 a 端电势高,则 M 板电势高,C 对;若微粒带负电,则静电力向上,与重力反向,开始时静电力为 0,微粒向下加速运动,当 静
5、电力增大到大于重力时,微粒的加速度方向向上,D 错 10. 2019陕西省部分学校摸底(多选)半径分别为 r 和 2r的同心圆形导轨(电阻不计)固定 在同一水平面内,一长为 r、电阻为 R 的均匀金属棒 AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆 形导轨圆心 O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为 B, 方向竖直向下在两环之间接阻值为 R 的定值电阻和电容为 C 的电容器金属棒在水平外力作 用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触下列说法正 确的是( ) A金属棒中电流从 B 流向 A 3 B 金属棒两端电压为 Br2 4 C电容器的
6、 M 板带负电 3 D电容器所带电荷量为 CBr2 2 答案:AB 解析:根据右手定则可知金属棒中电流从 B 流向 A,选项 A 正确;金属棒转动产生的电动 r2r 3 势为 EBr Br2,切割磁感线的金属棒相当于电源,金属棒两端电压相当于电 2 2 6 R 3 源的路端电压,因而 U E Br2,选项 B 正确;金属棒 A 端相当于电源正极,电容器 M RR 4 Q 3 板带正电,选项 C 错误;由 C 可得电容器所带电荷量为 Q CBr2,选项 D 错误 U 4 11. 2019江西省临川一中测试(多选)1931年英国物理学家狄拉克曾经预言,自然界应该存 在只有一个磁极的磁单极子,其周围
7、磁感线呈均匀辐射状分布,如图所示,现有一半径为 R 的 线状圆环,其过圆心 O 的环面的竖直对称轴 CD上某处有一固定的磁单 S 极子,与圆环相交的 磁感线和对称轴成 角,圆环上各点的磁感应强度 B 大小相等,忽略空气阻力,下列说法正 确的是( ) A若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环,该圆环所受安培力的方向竖直向上,大 小为 BIR B若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环,该圆环所受安培力的方向竖直向下,大 小为 2BIRsin C若圆环为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹图,则小球带负电 D若圆环为一闭合导体圆环,从静止开始释放,环中产生与图中反方向的感应电流,加 速度等于
8、重力加速度 答案:BC 解 析:根据左手定则可知,通电导体圆环每一部分受到的安培力斜向下,利用微元法可知 该圆环所受安培力的方向竖直向下,大小为 2BIRsin,故 A 错误,B 正确;若圆环为一如 题图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆,说明形成的电流产生的安培力竖直向上,形成的电 流应与题图图示电流方向相反,故小球带负电,故 C 正确;闭合导体圆环从静止开始释放,在 下落过程中穿过圆环的磁通量增大,根据右手定则可知,产生与题图反方向的感应电流,受到 的安培力斜向上,根据牛顿第二定律可知加速度小于 g,故 D 错误;故选 B、C. 12. 7 2019湖南省长沙市长郡中学考试(多选)如图所示,
9、x 轴上方第一象限和第二象限分别 有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度大小相同,现有四分之一圆形线框 OMN 绕 O 点逆时针匀速转动,若规定线框中感应电流 I 顺时针方向为正方向,从图示时刻开始 计时,则感应电流 I 及 ON边所受的安培力大小 F 随时间 t 的变化示意图正确的是( ) 答案:AD 解 析:在 0t0时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为 负值);在 t02t0时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为顺时针方向(为 正值),且大小为在 0t0时间内产生的电流大小的 2 倍;在 2t03t0时间内,由楞次定律和 右手
10、螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为负值),且大小与在 0t0时间内产生的 感应电流大小相等,因此感应电流 I 随时间 t 的变化示意图与选项 A 中图象相符,选项 A 正确,B 错误在 0t0时间内,ON 边虽然有电流但没有进入磁场区域,所受安培力为零;在 t02t0时 间内,感应电流大小为在 2t03t0时间内产生的电流大小的 2 倍,ON 边所受安培力为在 2t0 3t0时间内的 2 倍,因此 ON边所受的安培力大小 F 随时间 t 的变化示意图与选项 D 中图象相 符,选项 C 错误,D 正确 132019安徽省四校模拟(多选)如图所示,竖直面内有一闭合导线框 ACDEA(由细
11、软导 线制成)挂在两固定点 A、D 上,水平线段 AD为半圆的直径,在导线框的 E 处有一个动滑轮, 动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态在半圆形区域内,有磁感应强度大小为 B,方向 垂直纸面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为 r,半圆的半径为 R,在将导线上的 C 点以 恒定角速度 (相对圆心 O)从 A 点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用, 则下列说法正确的是( ) 8 A在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时 针 B在 C 从 A 点沿圆弧移动到图中ADC30位置的过程中,通过导线上 C 点的电荷量为 3BR2 2r C
12、当 C 沿圆弧移动到圆心 O 的正上方时,导线框中的感应电动势最大 B2R4 D在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中,导线框中产生的焦耳热为 2r 答案:ABD 解析:设经过时间 t,C 点转过的角度为 ,则有 t,根据几何知识可知导线框在 1 磁场中的面积为 S 2RRsinR2sint,磁通量为 BR2sinBR2sint,磁通量 2 先增大 后减小,根据楞次定律知电流的方向先逆时针后顺时针,A 正确;根据 q ,可得 q r BR2sin600 3BR2 ,B 正确;根据 e 可知,感应电动势 eBR2cost,C 沿圆弧 r 2r t 移动到圆心 O 的正上方时,导线框中的感
13、应电动势最小,为零,C 错误;根据 C 选项的分析可 BR2 2 E2 2B2R4 B2R4 知电动势的有效值为 E BR2,故焦耳热为 Q t ,D 正确 2 2 r 2r 2r 142018全国卷(多选)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线 PQ和一导线框 R, R 在 PQ 的右侧导线 PQ中通有正弦交流电 i,i 的变化如图(b)所示,规定从 Q 到 P 为电流正 方向导线框 R 中的感应电动势( ) T A在 t 时为零 4 T B在 t 时改变方向 2 9 T C在 t 时最大,且沿顺时针方向 2 D在 tT 时最大,且沿顺时针方向 答案:AC T B 解 析:A 对: 在 t
14、 时,交流电图线斜率为 0,即磁场变化率为 0,由 E S 知,E 4 t t T T T 0.C 对,B、D 错:在 t 和 tT 时,图线斜率最大,在 t 和 tT 时感应电动势最大在 2 2 4 T 到 之间,电流由 Q 向 P 减弱,导线在 R 处产生垂直纸面向里的磁场,且磁场减弱,由楞次定律 2 知,R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里,即 R 中感应电动势沿顺时针方向,同理可 T 3T 3 判断在 到 时,R 中电动势也为顺时针方向,在 T 到 T 时,R 中电动势为逆时针方向 2 4 4 152018全国卷 如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的 3 矩
15、形匀强磁场区域,区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长为 l 2 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是 ( ) 答案:D l 解析:设线框运动的速度为 v,则线框向左匀速运动第一个 的时间内,线框切割磁感线 2v E l 运动产生的电动势为 E2Bdv(d 为导轨间距),电流 i ,回路中电流方向为顺时针;第二个 R 2v l 的时间内,线框切割 磁感线运动产生的电动势为零,电流为零;第三个 的时间内,线框切割 2v E 磁感线运动产生的电动势为 E2Bdv,电流 i ,回路中电流方向为逆时针,所以 D 正确 R 162
16、016上海卷(多选)如图(a),螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭 头所示方向为其正方向螺线管与导线框 abcd相连,导线框内有一小金属圆环 L,圆环与导线 框在同一平面内当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时( ) 10 A在 t1t2时间内,L 有收缩趋势 B在 t2t3时间内,L 有扩张趋势 C在 t2t3时间内,L 内有逆时针方向的感应电流 D在 t3t4时间内,L 内有顺时针方向的感应电流 答案:AD 解析:由题图(b)可知,在 t1t2时间内,线圈中向上的外加磁场的磁感应强度增大,图 线的斜率在增大,则磁感应强度的变化率在增大,根据楞次定律可知,导线框
17、中产生顺时针方 向的感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中感应电动势增大,因此导线框中的感应 电流增大,导线框中感应电流产生的磁场增强,使得该磁场在圆环中的磁通量增大,由楞次定 律知圆环有收缩趋势,A 项正确;在 t2t3时间内,外加磁场均匀变化,导线框中产生稳定电 流,该电流的磁场是稳定磁场,通过圆环的磁通量保持不变,圆环没有扩张或收缩趋势,B、C 项错误;在 t3t4时间内,外加磁场的磁感应强度向下减小,且图线的斜率也减小,根据楞次 定律可知,导线框中产生顺时针方向减小的感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,该电流 的磁场在圆环中的磁通量垂直纸面向里且大小减少,根据楞次定律可知,圆环
18、内产生顺时针方 向的感应电流,D 项正确. 30 课时测评 综合提能力 课时练 赢高分 一、选择题 12019河北石家庄检测等腰直角三角形 OPQ 区域内存在匀强磁场,另有一等腰直角 三角形导线框 ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场,穿越过程中速度方向始终与 AB 边垂直且保持 AC平行于 OQ,关于线框中的感应电流,以下说法中不正确的是( ) A开始进入磁场时感应电流最大 B产生的电动势属于动生电动势 C开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 11 D开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向 答案:C 解 析:当线框进入磁场时,切割磁感线产生的动生感应电动势为 EBLv,导线框 ABC 以恒
19、E BLv 定的速度运动,当有效切割长度最大时,产生的感应电动势也最大,感应电流 I 最大线 R R 框开始进入磁场时感应电动势最大,此时感应电流最大,选项 A、B 说法正确;由右手定则可 判定导线框开始进入磁场时,切割磁感线产生的感应电流方向由 C 到 A,即感应电流沿逆时针 方向,选项 C 说法错误;由楞次定律可得开始穿出磁场时感应电流方向由 A 到 C,即感应电流 沿顺时针方向,选项 D 说法正确 22019辽宁锦州检测 (多选)如图所示,用长度 La:Lb2:1 的同种导线做成圆环 a、b,并在 A、C 处相连, 当均匀变化的磁场垂直穿过 a 环时,环内电流为 I1,A、C 间电压为
20、U1;若同样磁场穿过 b 环, 环内电流为 I2,A、C 间电压为 U2,则( ) AI1:I24:1 BI1:I22:1 CU1:U22:1 DU1:U24:1 答案:AC 解析:用长度 La:Lb2:1 的同种导线做成圆环 a、b,故两个环的半径之比为 2: L 1,面积之比为 4:1;根据电阻定律公式 R ,两圆环的电阻之比为 Ra:Rb2:1; S0 nB 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势 E SS,故两种情况产生的电动势之比为 4: t E 1,根据闭合电路欧姆定律 I ,可知感应电流之比为 4:1,选项 A 正确,B 错误;路端电 R U1 压 UIR,第一次外电阻是 b 环电阻
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- 2020 高考 物理 一轮 复习 全程 训练 计划 30 法拉第 电磁感应 定律 自感 现象 解析 20190429325
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