近年届高考物理一轮复习第十章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感作业新人教版(2021年整理)

2019届高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感作业 新人教版

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2 / 92 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感

［课时作业]

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[基础题组]

一、单项选择题

1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（ ）

A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关

B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大

D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

解析:由法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错误；感应电动势正比于错误!,与磁通量的大小无直接关系,B错误，C正确；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即“增反减同”，D错误．

答案：C

2。A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面,如图所示．在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是( )

A．两导线环内所产生的感应电动势相等

B．A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势

C．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶4

D．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶1

解析:某一时刻穿过A、B两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则Φ＝BS，由E＝错误!＝错误!S（S为磁场区域面积)，对A、B两导线环，有错误!＝1，所以A正确，B错误；I＝错误!，2019届高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感作业 新人教版

3 / 93 R＝ρ错误!（S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以错误!＝错误!＝错误!,C、D错误．

答案：A

3.如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb（ )

A．恒为错误!

B．从0均匀变化到错误!

C．恒为－错误!

D．从0均匀变化到－错误!

解析：根据法拉第电磁感应定律,E＝nΔΦΔt＝n错误!,由楞次定律可以判断a点电势低于b点电势，所以a、b两点之间的电势差为－n错误!，C项正确．

答案：C

4.（2018·贵州七校联考）如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小,则( ）

A．U＝错误!Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到d

B．U＝错误!Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b

C．U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到d

D．U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b

解析:由右手定则可知,通过MN的电流方向为N→M，电路闭合,流过电阻R的电流方向由b到d,B、D项错误；导体杆切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv,导体杆为等效电源，其电阻为等效电源内电阻，由闭合电路欧姆定律和部分2019届高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感作业 新人教版

4 / 94 电路欧姆定律可知，U＝IR＝错误!·R＝错误!Blv，A项正确，C项错误．

答案：A

5。如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计．当开关K闭合时,下列说法正确的是（ )

A．A比B先亮,然后A熄灭

B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

C．A、B一齐亮,然后A熄灭

D．A、B一齐亮,然后A逐渐变亮，B的亮度不变

解析：开关闭合的瞬间，线圈由于自感阻碍电流通过，相当于断路，B灯先亮，之后线圈阻碍作用减弱,相当于电阻减小，则总电阻减小，总电流增大,路端电压减小，B灯所在支路电流减小，B灯变暗，A灯所在支路电流增大,A灯变亮．

答案：B

二、多项选择题

6.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．下列说法正确的是（ )

A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小

B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大

C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大

D．当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变

解析：线框中的感应电动势为E＝错误!S,设线框的电阻为R，则线框中的电流I＝错误!＝错误!·错误!,B增大或减小时，错误!可能减小,也可能增大，也可能不变．线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关,和磁通量的变化量无关．故选项A、D正确．

答案：AD

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5 / 95 7。(2016·高考全国卷Ⅱ）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是（ ）

A．若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

解析:由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确;由感应电动势E＝错误!Bl2ω知，角速度恒定,则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确;角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍,电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误．

答案：AB

8。如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )

A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1

C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4

D．a、b线圈中电功率之比为27∶1

解析：由于磁感应强度随时间均匀增大,则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，则A项错误；根据法拉第电磁感应定律E＝N错误!＝NSΔBΔt,而磁感应强度均匀变化,即错误!恒定，则a、b线圈中的感应电动势之比为错误!＝错误!＝错误!＝9，故B项正确；根据电阻定律R＝ρ错误!，且L2019届高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感作业 新人教版

6 / 96 ＝4Nl，则错误!＝错误!＝3,由闭合电路欧姆定律I＝错误!得,a、b线圈中的感应电流之比为错误!＝错误!·错误!＝3,故C项错误；由功率公式P＝I2R知，a、b线圈中的电功率之比为错误!＝错误!·错误!＝27，故D项正确．

答案：BD

[能力题组]

一、选择题

9。（2018·四川乐山高三质检）如图,电灯的灯丝电阻为2

Ω,电池电动势为2 V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3 Ω。先合上电键K，过一段时间突然断开K，则下列说法中正确的是( ）

A．电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同

B．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同

D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反

解析：突然断开K,线圈将产生自感现象，且与电灯构成一闭合回路，此时通过电灯的电流向上,与断开前的电流方向相反;因线圈直流电阻比电灯大，断开前通过线圈的电流小于通过电灯的电流，即电灯会突然比原来暗一下再熄灭,B正确，A、C、D错误．

答案：B

10．（2018·陕西渭南教学质量检测）如图所示，纸面内有一矩形导体线框abcd,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN,线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场,线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1。现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则有（ ）

A．Q2＝Q1，q2＝q1 B．Q2＝2Q1，q2＝2q1

C．Q2＝2Q1，q2＝q1 D．Q2＝4Q1，q2＝2q1 2019届高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感作业 新人教版

7 / 97 解析：设ab长为L，ad长为L′,则电动势E＝BLv，感应电流I＝错误!＝错误!,产生的热量Q＝I2Rt＝错误!·R·错误!＝错误!，与速度成正比，所以Q2＝2Q1;通过导体横截面的电荷量q＝错误!Δt，错误!＝错误!，错误!＝错误!，三式联立解得q＝错误!＝错误!，与速度无关,所以q1＝q2，选项C正确．

答案:C

11。（多选)(2018·山东潍坊高三质检)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度的电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示,则（ )

A．θ＝0时，杆产生的感应电动势为2Bav

B．θ＝错误!时，杆产生的感应电动势为错误!Bav

C．θ＝0时，杆受的安培力大小为错误!

D．θ＝错误!时,杆受的安培力大小为错误!

解析：根据法拉第电磁感应定律可得E＝Blv，其中l为有效长度，当θ＝0时，l＝2a，则E＝2Bav；当θ＝错误!时,l＝a，则E＝Bav，故选项A正确,B错误．根据通电直导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可得F＝BIl，根据闭合电路欧姆定律可得I＝错误!，当θ＝0时,l＝2a，E＝2Bav，r＋R＝(π＋2)aR0，解得F＝错误!;当θ＝错误!时，l＝a，E＝Bav，r＋R＝(错误!＋1)aR0，解得F＝错误!,故选项C错误，D正确．