2020版高考物理(课标版)大一轮复习课时规范练32法拉第电磁感应定律及其应用Word版含解析

必考部分 选修3－2 第十章 电磁感应 [教师用书][知识梳理] 知识点一 磁通量1．定义：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 与B 的乘积。

2．公式：Φ＝BS 。

3．单位：1 Wb ＝1_T·m 2。

4．标矢性：磁通量是标量(选填“标量”或“矢量”)，但有正负。

知识点二 电磁感应现象1．电磁感应现象：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。

2．产生感应电流的条件(1)电路闭合。

(2)磁通量发生变化。

3．实质：磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流；如果电路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流。

知识点三 楞次定律 1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

(2)适用范围：适用于一切回路中磁通量变化的情况。

2．右手定则(1)使用方法。

①让磁感线穿入右手手心。

②使大拇指指向导体运动的方向。

③则其余四指指向感应电流的方向。

(2)适用范围：适用于部分导体切割磁感线的情况。

[诊断自测]1．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )答案： B 2.如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为l ，匝数为n ，过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A.Bl 22B ．nBl 22C ．Bl 2D ．nBl 2解析： 穿过线圈的磁通量Φ＝BS ＝B ·12l 2＝Bl 22，选项A 正确。

答案： A3．(多选)下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab 上的感应电流方向为b →a 的是( )解析： ab 棒顺时针转动，运用右手定则：磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab 上的感应电流方向为a →b ，故A 项错误；ab 向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab 上的感应电流方向为b →a ，故B 项正确；穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b →a →d →c ，则导体ab 上的感应电流方向为b →a ，故C 项正确；ab 棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab 上的感应电流方向为b →a ，故D 项正确。

课时规范练32 法拉第电磁感应定律及其应用1.(法拉第电磁感应定律的应用)半径为R的圆形线圈共有n匝,总阻值为R0,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,如图所示,若初始的磁感应强度为B,在时间t内均匀减小为0,则通过圆形线圈的电流为()A.nBπR2B.nBπr2C.πBB2BB0D.BπBB2BB02.(多选)(法拉第电磁感应定律的应用)(2019·广东模拟)如图所示,由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r的圆形平面形成的闭合回路,R>r,导线单位长度的电阻为λ,导线截面半径远小于R 和r。

圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B=kt(k>0,为常数)的规律变化的磁场,下列说法正确的是()A.小圆环中电流的方向为逆时针B.大圆环中电流的方向为逆时针C.回路中感应电流大小为B(B2+B2)B(B+B)D.回路中感应电流大小为B(B-B)2B3.(多选)(导体棒切割磁感线产生感应电动势的分析与计算)(2019·湖南天元二模)半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内,一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面,BA的延长线通过导轨的圆心O,装置的俯视图如图所示。

整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。

在N、Q之间接有一阻值为R的电阻。

导体棒AB在水平外力作用下。

以角速度ω绕O顺时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。

设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.导体棒AB两端的电压为34Brω2B.电阻R中的电流方向从Q到N,大小为BB2B2BC.外力的功率大小为3B2B4B24B +32μmgrωD.若导体棒不动,要产生同方向的感应电流,可使竖直向下的磁场的磁感应强度增加,且变化得越来越慢4.(多选)(导体棒切割磁感线产生感应电动势的分析与计算)如图所示,两根足够长、电阻不计且相距l=0.2 m的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U=4 V的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度B=5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。

考点规范练32 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、单项选择题1.如图所示,三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场,虚线表示环的某条直径,已知所有磁场的磁感应强度随时间的变化关系都满足B=kt ,磁场方向如图所示。

测得A 环内感应电流为I ,则B 环和C 环内感应电流分别为( )A .IB =I ,IC =0B .I B =I ,IC =2I C .I B =2I ,I C =2ID .I B =2I ,I C =0环中穿过圆环的磁感线完全抵消,磁通量为零,保持不变,所以没有感应电流产生,则I C =0。

根据法拉第电磁感应定律得E=n ΔΦΔΦ=n ΔΦΔΦS=kS ,S 是有效面积,可得E ∝S ,所以A 、B 中感应电动势之比E A ∶E B =1∶2,根据欧姆定律得,I B =2I A =2I 。

选项D 正确。

2.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l a =3l b ,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∶1C.a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D.a 、b 线圈中电功率之比为3∶1,两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向,选项A 错误;由E=n ΔΦΔΦS ,S=l 2,R=ρΦΦ,I=ΦΦ,P=Φ2Φ,可知E a ∶E b =9∶1,I a ∶I b =3∶1,P a ∶P b =27∶1,选项B 正确,选项C 、D 错误。

3.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm 2,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻。

把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。

下列说法正确的是( )A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向B.电阻R 两端的电压随时间均匀增大C.线圈电阻r 消耗的功率为4×10-4 WD.前4 s 内通过R 的电荷量为4×10-4 C,线圈中的感应电流方向为逆时针方向,选项A 错误;根据法拉第电磁感应定律,产生的感应电动势恒定为E=ΦΦΔΦΔΦ=0.1V,电阻R 两端的电压不随时间变化,选项B 错误;回路中电流I=ΦΦ+Φ=0.02A,线圈电阻r 消耗的功率为P=I 2r=4×10-4W,选项C 正确;前4s 内通过R 的电荷量为q=It=0.08C,选项D 错误。

第2讲法拉第电磁感应定律 自感和涡流考纲下载：1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 2.自感、涡流(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能1．法拉第电磁感应定律(1)感应电动势 ①概念：在电磁感应现象中产生的电动势； ②产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关； ③方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

(2)法拉第电磁感应定律 ①内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；②公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数，ΔΦΔt 为磁通量的变化率。

(3)导体切割磁感线时的感应电动势①导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E ＝Blv 求出，式中l 为导体切割磁感线的有效长度；②导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E ＝Blv ＝12Bl 2ω (平均速度等于中点位置的线速度12l ω)。

2．自感、涡流(1)自感现象 ①概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

②自感电动势a ．定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势；b ．表达式：E ＝L ΔI Δt； ③自感系数La ．相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关；b ．单位：亨利(H )，1 mH ＝10－3 H ，1 μH ＝10－6 H 。

(2)涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。

巩固小练1．判断正误(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。

(×)(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。

(×)(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。

(√)(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大。

(×)(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。

(√)(6)对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大。