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
2020届高考物理一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业含答案
2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A．0～2 s B．2～4 sC．4～5 s D．5～10 s解析：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小.5～10 s内图象斜率最小，故选项D正确．答案：D2．(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有() A．增加线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯解析：当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高．要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻．增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势．瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱．所以选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB3.如图所示，A 、B 两闭合线圈用同样导线绕成，A 有10匝，B 有20匝，两圆线圈半径之比为：1，均匀磁场只分布在B 线圈内．当磁场随时间均匀减弱时( )A ．A 中无感应电流B ．A 、B 中均有恒定的感应电流C ．A 、B 中感应电动势之比为：1 D ．A 、B 中感应电流之比为：1解析：线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt，A 、B 中感应电动势之比为：2，又因为R ＝ρl S ，故：RB ＝：1，所以：IB ＝：2，故选项A 、C 、D 错误，B 正确．答案：B 4．[2019·江西信丰县模拟](多选)如图所示，A 、B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则( )A ．开关S 闭合瞬间，A 、B 同时发光，随后A 灯变暗直至熄灭，B 灯变亮B ．开关S 闭合瞬间，B 灯亮，A 灯不亮C ．断开开关S 的瞬间，A 、B 灯同时熄灭D ．断开开关S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭解析：A 项，开关闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A 、B 同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，灯A 逐渐被短路，流过A 灯的电流逐渐减小，B 灯逐渐增大，则A 灯变暗，B 灯变亮，故A 正确，B 错误；C 项，断开开关的瞬间，B 灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A 灯，所以A 灯突然闪亮一下再熄灭，故C 错误，D 正确．故选A 、D.答案：AD5.如图所示的电路，初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S ，则通过电阻R 1中的电流I 随时间t 变化的图线可能是选项图中的( )解析：选D 初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，流过R 1的电流方向向左，大小为I 1，与R 1并联的R 2和线圈L 支路，电流I 2的方向也是向左。
高考物理一轮复习第十章法拉第电磁感应定律自感备考精炼
74 法拉第电磁感应定律 自感1．(多选)(2020·四川泸州一检)如图1甲所示，线圈两端a 、b 与一电阻R 相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t ＝0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化．下列说法正确的是( )图1 A.t 02时刻，R 中电流方向由a 到b B.32t 0时刻，R 中电流方向由a 到b C ．0～t 0时间内R 中的电流是t 0～2t 0时间内的12D ．0～t 0时间内R 产生的焦耳热是t 0～2t 0时间内的122．(多选)(2020·山东淄博一模) 如图2甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1 m 2，圆环电阻为0.2 Ω.在第1 s 内感应电流I 沿顺时针方向．磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(其中在4～5 s 的时间段呈直线)．则( )图2A ．在0～5 s 时间段，感应电流先减小再增大B ．在0～2 s 时间段感应电流沿顺时针的方向，在2～5 s 时间段感应电流沿逆时针方向C ．在0～5 s 时间段，圆环最大发热功率为5.0×10－4WD ．在0～2 s 时间段，通过圆环横截面积的电荷量为0.5 C3．(多选)(2020·湖南株洲一模)用导线绕成一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图3所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里．当磁场均匀减弱时( )图3A ．线框和圆环中的电流方向都为顺时针B ．线框和圆环中的电流方向都为逆时针C ．线框和圆环中的电流大小之比为1∶ 2D ．线框和圆环中的电流大小之比为1∶24．(多选)(2020·福建三明一中模拟)如图4甲所示，一个匝数为n 的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为S ，线圈的电阻为R ，在线圈外接一个阻值为R 的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，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( )图4A ．0～t 1时间内P 端电势高于Q 端电势B ．0～t 1时间内电压表的读数为n (B 1－B 0)S t 1C ．t 1～t 2时间内R 上的电流为nB 1S 2(t 2－t 1)RD ．t 1～t 2时间内P 端电势高于Q 端电势5．(2020· 四川凉山州二诊)如图5所示，一横截面积为S 的N 匝线圈，与水平放置相距为d 、电容大小为C 的平行板电容器组成一电路，线圈放于方向竖直向上的的磁场中，有一质量为m 、带电荷量＋q 的粒子在板间刚好可匀速运动(重力加速度为g)．则线圈中的磁场B 变化为( )图5A ．减少，且ΔB Δt ＝mgd NSqB ．增加，且ΔB Δt ＝mgd NSqC ．减少，且ΔB Δt ＝mgd SqD ．增加，且ΔB Δt ＝mgd Sq6．(2020·北京海淀区模拟)如图6所示电路为演示自感现象的电路图，其中R 0为定值电阻，电源电动势为E 、内阻为r ，小灯泡的灯丝电阻为R(可视为不变)，电感线圈的自感系数为L 、电阻为R L .电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显．为了观察到断开开关S时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是( )图6A．撤去电感线圈中的铁芯，使L减小B．更换电感线圈中的铁芯，使L增大C．更换电感线圈，保持L不变，使R L增大D．更换电感线圈，保持L不变，使R L减小7．(多选)(2020·江西南昌三校第四次联考)如图7中a所示是用电流传感器(相当于电流表，其内阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是( )图7A．图b中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B．图b中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C．图b中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D．图b中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况8．(2020·广东东莞模拟)如图8所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m，金属环总电阻为2 Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度为B＝1 T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5 m、电阻为3 Ω的均匀导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为( )图8A．0.4 V B．0.65 VC．2.25 V D．4.5 V答案精析1．AC 2.BC 3.AC4．AC [0～t 1时间内，磁通量增大，根据楞次定律感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端正极，下端负极，所以P 端电势高于Q 端电势，故A 正确；0～t 1时间内线圈产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ＝n B 1－B 0t 1S ，电压表的示数等于电阻R 两端的电压U ＝IR ＝E 2R ·R＝n (B 1－B 0)S 2t 1，故B 错误；t 1～t 2时间内线圈产生的感应电动势E′＝n ΔΦΔt ＝n B 1t 2－t 1S ， 根据闭合电路的欧姆定律I′＝E′2R ＝nB 1S 2(t 2－t 1)R，故C 正确； t 1～t 2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上端负极，下端正极，所以P 端电势低于Q 端电势，故D 错误．]5．A 6.D7．BC [开关S 由断开变为闭合，传感器2这一支路立即有电流，线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流(通过传感器1的电流)也要慢慢增加，故A 错误，B 正确．开关S 由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即消失，而线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的减小，该电流又通过传感器2，只是电流的方向与以前相反，所以通过传感器2的电流逐渐减小．故C 正确，D 错误．]8．B [当导体棒摆到竖直位置时，设导体棒与金属环上端的交点C ，由v ＝ωr 可得：C 点的速度为：v C ＝13v B ＝13×3 m/s＝1 m/s AC 间电压为：U AC ＝E AC ＝BL AC ·v C 2＝1×0.5×12V ＝0.25 V CB 段产生的感应电动势为：E CB ＝BL CB ·v C ＋v B 2＝1×1×1＋32V ＝2 V 金属环两侧并联，电阻为：R ＝12Ω＝0.5 Ω， 导体棒CB 段的电阻为：r ＝2 Ω则CB 间电压为：U CB ＝R r ＋R E CB ＝0.50.5＋2×2 V＝0.4 V 故AB 两端的电压大小为：U AB ＝U AC ＋U CB ＝0.25 V ＋0.4 V ＝0.65 V]高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
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
法拉第电磁感应定律自感现象小题狂练小题是基础练小题提分快.[·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、的半径分别为和，圆形匀强磁场的边缘恰好与线圈重合，若磁场的磁感应强度均匀增大，开始时的磁感应强度不为，则( )．任意时刻，穿过、两线圈的磁通量之比均为：．、两线圈中产生的感应电动势之比为：．、两线圈中产生的感应电流之比为：．相同时间内、两线圈产生的热量之比为：答案：解析：任意时刻，穿过、两线圈的磁感线条数相等，磁通量相等，故磁通量之比为：，故错误．根据法拉第电磁感应定律得：＝，＝π，因为相等，也相等，所以、两线圈中产生的感应电动势相等，感应电动势之比为：，故错误．线圈、的半径分别为和，周长之比为：，电阻之比为：，根据欧姆定律知＝，得、两线圈中产生的感应电流之比为：.故错误．根据焦耳定律得＝，相同时间内、两线圈产生的热量之比为：，故正确．.[·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，磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过圆环，金属杆的长为，阻值为，端与环接触良好，绕过圆心的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动．阻值为的电阻一端用导线和环上的点连接，点位于点的正下方，另一端和转轴处的端点相连接．下列判断正确的是( )．金属杆旋转产生的感应电动势恒为．通过电阻的电流的最小值为，方向从到．通过电阻的电流的最大值为，且、两点电势满足φ>φ．、两点间电势差绝对值的最大值为答案：解析：端线速度为＝ω，切割磁感线的平均速度为＝，转动切割磁感线产生的电动势恒为：＝＝ω，正确；当端位于圆环最上端时，圆环两部分电阻相等，并联电阻最大，电流最小，并＝，通过电阻的电流的最小值为＝＝，根据右手定则可得电流方向从到，错误；当位于最下端时圆环接入电路的电阻为，此时有最大电流：＝＝，根据右手定则可得电流方向从到，、两点电势满足φ<φ，错误；作为电源，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，所以外电阻最大时，、两点间电势差的绝对值最大，其最大值为：＝×＝，正确；故选、.．[·河北省衡水一中考试](多选)如图甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻构成闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．关于线圈中产生的感应电动势、电阻消耗的功率随时间变化的图象，下列可能正确的有( )答案：解析：根据题图乙知～内磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，线圈中的感应电流沿逆时针方向；～内磁感应强度均匀减弱，由楞次定律，线圈中的感应电流沿顺时针方向，错误；根据法拉第电磁感应定律＝＝，因为～内和～内磁感应强度的变化率为定值且绝对值相等，所以感应电动势大小不变，正确；根据＝，整个过程中电流大小不变，由＝知电阻消耗的功率不变，错误，正确．.[·贵州省贵阳市摸底](多选)如图所示，边长为的正方形单匝金属线框，左半部分处在方向垂直于线框平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，线框的边从图中位置按俯视的逆时针方向，以线速度绕固定对称轴′匀速转动°，则此过程线框中( ) ．感应电流方向沿→→→→．磁通量的最大值为．最大感应电动势为．平均感应电动势为答案：解析：由楞次定律结合右手螺旋定则，可知感应电流方向应为→→→→，项错误；通过线框的磁通量的最大值为Φ＝＝，项错误；当边垂直切割磁感线时，感应电动势最大，＝，项正确；由法拉第电磁感应定律可知，线框转过°过程中线框的平均感应电动势为＝，ΔΦ＝，Δ＝，联立可得＝，项正确．．[·山西省名校联盟测试]如图所示，光滑水平面内有一正方形导体线框，置于垂直水平面向里、边界为的匀强磁场外，线框的边平行磁场边界，线框以垂直于的速度匀速进入磁场，线框进入磁场过程中，产生的焦耳热为，通过线框导体横截面的电荷量为，若线框以速度匀速进入磁场，进入磁场过程中，产生的焦耳热为，通过线框导体横截面的电荷量为，则下列选项正确的是( )．＝，＝．＝，＝．＝，＝．＝，＝答案：解析：根据＝及＝可得＝，安培力做的功转化为电能，然后转化为焦耳热，由＝＝＝可知产生的焦耳热与速度成正比，所以＝；根据＝可知通过线框导体横截面的电荷量与速度无关，＝，选项正确．．[·湖北省武汉市部分学校调研](多选)如图()所示，在足够长的光滑斜面上有一金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图()所示(规定垂直斜面向上为正方向)．＝时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是( )．线框中产生大小、方向均周期性变化的电流．边受到的安培力先减小后增大．线框做匀加速直线运动．线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失答案：解析：穿过线框的磁通量先向下减小，后向上增加，根据楞次定律可知，感应电流方向不变，选项错误；因磁感应强度的变化率不变，则感应电动势的大小不变，感应电流的大小不变，而的大小先减小后增大，根据＝可知，边受到的安培力先减小后增大，选项正确；因线框平行的两边电流等大反向，整个线框所受的安培力合力为零，则线框下滑的加速度为θ不变，线框做匀加速直线运动，选项正确；因安培力对线框不做功，斜面光滑，则线框的机械能守恒，选项错误．.[·河北省石家庄调研]如图所示电路中，、、为完全相同的三个灯泡，是一直流电阻不可忽略的电感线圈．、为线圈的左右两端点，刚开始开关是闭合的，三个灯泡的亮度相同．将开关断开后，下列说法正确的是( )．点电势高于点，灯闪亮后缓慢熄灭．点电势低于点，、灯闪亮后缓慢熄灭．点电势高于点，、灯闪亮后缓慢熄灭．点电势低于点，、灯不会闪亮只是缓慢熄灭答案：解析：电路稳定时，三个完全相同的灯泡亮度相同，说明流经三个灯泡的电流相等，某时刻将开关断开，流经电感线圈的磁通量减小，其发生自感现象，相当于电源，产生和原电流方向相同的感应电流，故点电势低于点电势，三个灯泡不会闪亮只是缓慢熄灭，选项正确．．[·山东省泰安一中模拟](多选)在如图甲所示的电路中，电阻＝＝，单匝圆形金属线圈半径为，线圈的电阻为，在半径为(<)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，图线在横、纵轴的截距分别为和，其余导线的电阻不计．闭合，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是( )．电容器上极板带正电．电容器下极板带正电．线圈两端的电压为．线圈两端的电压为答案：解析：由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向，金属线圈相当于电源，电源内部的电流从负极流向正极，则电容器的下极板带正电，上极板带负电，错，对．由法拉第电磁感应定律知感应电动势为＝＝＝×π，由闭合电路欧姆定律得感应电流为＝，所以线圈两端的电压＝(＋)＝，错，对．．[·重庆质检](多选)如图，两根足够长且光滑平行的金属导轨′、′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板、相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现同时由静止释放带电微粒和金属棒，则下列说法正确的是( )．金属棒最终可能匀速下滑．金属棒一直加速下滑．金属棒下滑过程中板电势高于板电势．带电微粒不可能先向板运动后向板运动答案：解析：金属棒沿光滑导轨加速下滑，棒中有感应电动势，从而对电容器充电，充电电流通过金属棒时金属棒受安培力作用，只有金属棒速度增大时才有充电电流，因此总有θ－>，金属棒将一直加速，错、对；由右手定则可知，金属棒端电势高，则板电势高，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，微粒向下加速运动，当静电力增大到大于重力时，微粒的加速度方向向上，错．.[·陕西省部分学校摸底](多选)半径分别为和的同心圆形导轨(电阻不计)固定在同一水平面内，一长为、电阻为的均匀金属棒置于圆导轨上面，的延长线通过圆形导轨圆心，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，方向竖直向下．在两环之间接阻值为的定值电阻和电容为的电容器．金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕逆时针匀速转动，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( ) ．金属棒中电流从流向．金属棒两端电压为ω．电容器的板带负电．电容器所带电荷量为ω答案：解析：根据右手定则可知金属棒中电流从流向，选项正确；金属棒转动产生的电动势为＝＝ω，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源的路端电压，因而＝＝ω，选项正确；金属棒端相当于电源正极，电容器板带正电，选项错误；由＝可得电容器所带电荷量为＝ω，选项错误．.[·江西省临川一中测试](多选)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，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，现有一半径为的线状圆环，其过圆心的环面的竖直对称轴上某处有一固定的磁单极子，与圆环相交的磁感线和对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是( ) ．若圆环为一闭合载流、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．若圆环为一闭合载流、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πθ．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．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，加速度等于重力加速度答案：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πθ，故错误，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，故错误；故选、..[·湖南省长沙市长郡中学考试](多选)如图所示，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绕点逆时针匀速转动，若规定线框中感应电流顺时针方向为正方向，从图示时刻开始计时，则感应电流及边所受的安培力大小随时间的变化示意图正确的是( )答案：解析：在～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～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～时间内产生的电流大小的倍；在～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)，且大小与在～时间内产生的感应电流大小相等，因此感应电流随时间的变化示意图与选项中图象相符，选项正确，错误．在～时间内，边虽然有电流但没有进入磁场区域，所受安培力为零；在～时间内，感应电流大小为在～时间内产生的电流大小的倍，边所受安培力为在～时间内的倍，因此边所受的安培力大小随时间的变化示意图与选项中图象相符，选项错误，正确．．[·安徽省四校模拟](多选)如图所示，竖直面内有一闭合导线框(由细软导线制成)挂在两固定点、上，水平线段为半圆的直径，在导线框的处有一个动滑轮，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，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场．设导线框的电阻为，半圆的半径为，在将导线上的点以恒定角速度ω(相对圆心)从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( )．在从点沿圆弧移动到点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针．在从点沿圆弧移动到图中∠＝°位置的过程中，通过导线上点的电荷量为．当沿圆弧移动到圆心的正上方时，导线框中的感应电动势最大．在从点沿圆弧移动到点的过程中，导线框中产生的焦耳热为答案：解析：设经过时间，点转过的角度为θ，则有θ＝ω，根据几何知识可知导线框在磁场中的面积为＝×·θ＝ω，磁通量为Φ＝θ＝ω，磁通量先增大后减小，根据楞次定律知电流的方向先逆时针后顺时针，正确；根据＝，可得＝＝，正确；根据＝可知，感应电动势＝ωω，沿圆弧移动到圆心的正上方时，导线框中的感应电动势最小，为零，错误；根据选项的分析可知电动势的有效值为＝＝ω，故焦耳热为＝＝×＝，正确．．[·全国卷Ⅲ](多选)如图()，在同一平面内固定有一长直导线和一导线框，在的右侧．导线中通有正弦交流电，的变化如图()所示，规定从到为电流正方向．导线框中的感应电动势( )．在＝时为零．在＝时改变方向．在＝时最大，且沿顺时针方向．在＝时最大，且沿顺时针方向答案：解析：对：在＝时，交流电图线斜率为，即磁场变化率为，由＝＝知，＝对，、错：在＝和＝时，图线斜率最大，在＝和＝时感应电动势最大．在到之间，电流由向减弱，导线在处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在到时，中电动势也为顺时针方向，在到时，中电动势为逆时针方向．．[·全国卷Ⅱ]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矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流随时间变化的正确图线可能是( )答案：解析：设线框运动的速度为，则线框向左匀速运动第一个的时间内，线框切割磁感线运动产生的电动势为＝(为导轨间距)，电流＝，回路中电流方向为顺时针；第二个的时间内，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，线框切割磁感线运动产生的电动势为＝，电流＝，回路中电流方向为逆时针，所以正确．．[·上海卷](多选)如图()，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．螺线管与导线框相连，导线框内有一小金属圆环，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度随时间按图()所示规律变化时( )．在～时间内，有收缩趋势．在～时间内，有扩张趋势．在～时间内，内有逆时针方向的感应电流．在～时间内，内有顺时针方向的感应电流答案：解析：由题图()可知，在～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，项正确；在～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，、项错误；在～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，圆环内产生顺时针方向的感应电流，项正确.课时测评综合提能力课时练赢高分一、选择题．[·河北石家庄检测]等腰直角三角形区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框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边垂直且保持平行于，关于线框中的感应电流，以下说法中不正确的是( )．开始进入磁场时感应电流最大．产生的电动势属于动生电动势．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向答案：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＝，导线框以恒定的速度运动，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＝＝最大．线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、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到，即感应电流沿逆时针方向，选项说法错误；由楞次定律可得开始穿出磁场时感应电流方向由到，即感应电流沿顺时针方向，选项说法正确．．[·辽宁锦州检测](多选)如图所示，用长度：＝：的同种导线做成圆环、，并在、处相连，当均匀变化的磁场垂直穿过环时，环内电流为，、间电压为；若同样磁场穿过环，环内电流为，、间电压为，则( )．：＝：．：＝：．：＝：．：＝：答案：解析：用长度：＝：的同种导线做成圆环、，故两个环的半径之比为：，面积之比为：；根据电阻定律公式＝ρ，两圆环的电阻之比为：＝：；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势＝∝，故两种情况产生的电动势之比为：，根据闭合电路欧姆定律＝，可知感应电流之比为：，选项正确，错误；路端电压＝，第一次外电阻是环电阻，第二次外电阻是环电阻，故两次的路端电压之比为＝＝，选项正确，错误．．[·辽宁沈阳东北育才学校模拟]如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨、处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆与导轨接触良好，在两根导轨的端点、之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计，现用一水平向右的恒力作用在金属杆上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用安表示，则下列说法正确的是( )．金属杆做匀加速直线运动．金属杆运动时回路中有顺时针方向的电流．金属杆所受到的安先不断增大，后保持不变．金属杆克服安培力做功的功率与时间的平方成正比答案：解析：对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有－安＝，即－＝，由于速度变化，所以加速度发生变化，故金属杆做加速度逐渐减小的变加速运动，不是做匀加速直线运动，故错误；根据楞次定律可知，金属杆运动时回路中有逆时针方向的感应电流，故错误；由安＝可知，当速度增大时，安培力增大，当金属杆受力平衡时，达到最大速度，其后开始做匀速运动，安培力不变，故正确；金属杆克服安培力做功的瞬时功率＝＝＝，故错误．.[·辽宁师大附中月考]如图所示，间距为的光滑平行金属导轨弯成“∠”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨与固定电阻相连，整个装置处于竖直向上的磁感应强度为的匀强磁场中．导体棒与均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好，两导体棒的电阻均与阻值为的固定电阻相等，其余部分电阻不计，当导体棒沿导轨向右以速度匀速滑动时，导体棒恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒的重力为，则( )．导体棒两端的电压为．时间内通过导体棒横截面的电荷量为．棒克服安培力做功的功率为．导体棒所受安培力为θ答案：解析：根据题意画出等效电路如图甲所示．导体棒产生的感应电动势为＝，导体棒两端的电压是路端电压，为＝，选项错误；通过棒的电流＝＝，在时间内通过导体棒横截面的电荷量为＝＝，选项正确；对棒进行受力分析如图乙所示，由于棒静止，所以棒所受安培力＝θ，选项错误；由功能关系知棒克服安培力做功的功率等于整个电路的电功率，为＝＝，选项错误．．[·湖北武汉二中检测]如图甲所示，一匝数＝匝、总电阻＝Ω、长＝、宽＝的匀质矩形金属线框静止在粗糙水平面上，线框的边正好过半径＝的圆形磁场的直径，线框的左半部分在垂直线框平面向上的匀强磁场区域内，磁感应强度＝，圆形磁场的磁感应强度垂直线框平面向下，大小随时间均匀增大，如图乙所示，已知线框与水平面间的最大静摩擦力＝，取π≈，则( )．＝时刻穿过线框的磁量大小为．线框静止时，线框中的感应电流为．线框静止时，边所受安培力水平向左，大小为．经时间＝，线框开始滑动答案：解析：设磁场竖直向上穿过线框的磁通量为正，由磁通量的定义得＝时，有Φ＝－·＝，故错误．线框静止时，根据法拉第电磁感应定律有＝＝，由闭合电路欧姆定律有＝＝，故错误．由楞次定律可知，圆形磁场的磁感应强度增大时，线框内产生的感应电流的方向为逆时针方向，由左手定则可知，边受到的安培力的方向水平向左，边受到的安培力即线框受到的安培力，即＝＝××× ＝ < ，即边受到的摩擦力的大小为，故错误．圆形磁场的磁感应强度均匀增大，所以线框产生大小不变的电动势，感应电流的大小不变，而左侧的磁场区域内的磁场不变，所以线框的边受到的安培力的大小恒为，方向向左不变；＝时，线框的边受到的安培力′＝×＝，方向向左，故此时整个线框所受的安培力为＋＝，方向向左，因＝，可知此时线框将要滑动，故正确．．[·江西南昌二中检测](多选)在磁感应强度为的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为的金属杆，已知＝＝＝，、与磁场中以为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好．一电容为的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴、以角速度ω顺时针匀速转动时( )．＝．＝．电容器所带电荷量＝ω．若在间连接一个电压表，则电压表示数为零答案：解析：根据转动切割磁感线产生感应电动势的公式＝ω得、、间的电势差分别为＝ω，。
2020版新一线高考物理(新课标)一轮复习教学案：第10章 第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 含答案
第2节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流知识点一| 法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。
产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻。
(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝E R ＋r。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E ＝n ΔΦΔt ，n 为线圈匝数。
3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Bl v 。
(2)若B ⊥l ，l ⊥v ，v 与B 夹角为θ，则E ＝Bl v sin_θ。
[判断正误](1)Φ＝0，ΔΦΔt 不一定等于0。
(√) (2)感应电动势E 与线圈匝数n 有关，所以Φ、ΔΦ、ΔΦΔt 的大小均与线圈匝数有关。
(×) (3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。
(√) (4)法拉第提出了法拉第电磁感应定律。
(×)(5)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂直)，感应电动势为E ＝BL v 。
(√)考法1 对感生电动势E ＝n ΔΦΔt 的理解与应用1．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A ．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大C．穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0C[根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系。
当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0。
当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大。
所以只有选项C正确。
]2．(2017·天津高考)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。
高考物理一轮复习课后限时集训法拉第电磁感应定律自感涡流含解析新人教版
课后限时集训(二十八) 法拉第电磁感应定律 自感 涡流(建议用时：40分钟)[基础对点练]题组一：法拉第电磁感应定律的应用1．(多选)(2016·江苏高考)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。
下列说法正确的有( )A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D ．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化BCD [铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A 错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B 正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E ＝N ΔΦΔt知，线圈的感应电动势变大，选项C 正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D 正确。
]2.(多选)(2019·惠州模拟)目前无线电力传输技术已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。
这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，利用这一原理可以实现对手机进行无线充电。
下列说法正确的是( )A ．若A 线圈中输入电流，B 线圈中就会产生感应电动势B ．只有A 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势C ．A 中电流越大，B 中感应电动势越大D ．A 中电流变化越快，B 中感应电动势越大BD [根据法拉第电磁感应定律，只有A 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势，若A 线圈中输入恒定电流，B 线圈中不会产生感应电动势，选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律，A 线圈中电流变化越快，B 线圈中感应电动势越大，选项D 正确，C 错误。
]3.(2016·北京高考)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。
2020届高考物理(人教版)一轮复习课后同步练习卷：法拉第电磁感应定律自感涡流
法拉第电磁感应定律自感涡流1. 如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直. 磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为？1,圆环中产生的感应电动势分别为吕和Eb.不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是(B )A .E a吕=11,感应电流均沿逆时针方向B .E压=•[1,感应电流均沿顺时针方向C .E a压=21,感应电流均沿逆时针方向D .E a压=21,感应电流均沿顺时针方向2. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度3逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为U、U、U L.已知bc边的长度为I.下列判断正确的是(C )(x)A. U>U，金属框中无电流B. U>U,金属框中电流方向沿a—b—c—a1 2C. 山=—q BI 3 ,金属框中无电流1 2D. L bc=§BI 3、金属框中电流方向沿a—c —b—a3. 如图所示，Q是单匝金属线圈，MN 是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，Q的输出端a b和MN勺输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈.若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t i至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是4. 某同学为了验证断电自感现象，找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路•检查电路后，闭合开关S,小灯泡发光；再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象•虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，可能的原因是(B )A电源的内阻偏大B •线圈电阻偏大C.小灯泡电阻偏大D •线圈的自感系数较大5. 在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G和G的零点都在刻度盘中央，当电流从“ + ”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“―”接线柱流入时，指针向左摆•在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是(B )左 -------------- (L + -\ <右———®~+ _BCDG2另—1—A. G表指针向左摆，G表指针向右摆B. G表指针向右摆，G表指针向左摆A. t = 1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到DC. G 、G 2表的指针都向左摆D. G 、G 表的指针都向右摆 6.如图所示，两根相距为 I 的平行直导轨ab 、cd , b 、d 间连有一固定电阻 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（垂直纸面向里）•现对MN 施力使它沿导轨方向以速度 v 水平向右做匀速运动•令 U 表示MN 两端电压的大小，下列说法正确的是（A ）乍 &XXXvx —- xiA. U =尹lv ,流过固定电阻 R 的感应电流由b 经R 到dB.U = Blv ，流过固定电阻 R 的感应电流由d 经R 到b 一B "l 2vC.MN 受到的安培力大小F A = ，方向水平向右2RB 2l 2vD. MN 受到的安培力大小F A = ，方向水平向左R7 .（多选）如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速 度匀速运动•为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运 动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离， 就能够检测出不合格线圈. 通过观察图形，判断下列说法正确的是（BD ）传送带运动方向1------------------------ *1JJ /o O O O*I-"—/O o O OQ OA. 若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B. 若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大C. 从图中可以看出，第 2个线圈是不合格线圈D. 从图中可以看出，第 3个线圈是不合格线圈8. （多选）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H P 的间距很小•质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1 m 的正方形，其有效电阻为 0.1 Q .此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律是 B= （0.4 — 0.2 t ）T ，图示磁场方向为正方向•框、挡板和金属杆不计形变•贝U（ AC ）bxR xxXXXB. t = 3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到CC. t = 1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为0.1 ND.t = 3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为0.2 N9. (1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距 L = 0.3 m 在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强 阻r i = 1 Q ,导轨的电阻可忽略.求杆 MN 中产生的感应电动势 E i .垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域， 磁感应强度 B 随时间t 变化的关系如图丙所示. 求圆形线圈中产生的感 应电动势E 2.(3)将一个R = 2 Q 的电阻分别与图甲和图乙中的a 、b 端相连接，然后b 端接地.试判断以上两种情况中，哪种情况a 端的电势较高？并求出较高的电势0 a .答案：(1)0.3 V (2)4.5 V (3)与图甲中的导轨相连接 a 端电势高0 a = 0.2 V10.如图所示，粗糙斜面的倾角 0 = 37°，半径r = 0.5 m 的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场.一个匝数n = 10匝的刚性正方形线框 abed 通过松弛的柔软导线与一个额定功率 P = 1.25 W 的小灯泡L 相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框 be 边.已知线框质量 m= 2 kg ，总电阻1.25 Q ,边长L >2r ，与斜面间的动摩擦因数 2 一卩=0.5.从t = 0时起，磁场的磁感应强度按B= 2- t (T)的规律变化.开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，n灯泡始终正常发光.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 1 2 3, sin 37 °= 0.6 , cos37°= 0.8.求：1 线框不动时，回路中的感应电动势 E ;2 小灯泡正常发光时的电阻 R;3 线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量 Q答案：(1)2.5 V (2)1.25 Q (3)3.14 J 11.如图所示，足够长平行光滑的金属导轨 MN PQ 相距L = 1 m 导轨平面与水平面夹角a = 30°,导轨电阻不计.磁感应强度 B= 1.0 T 的匀强磁场垂直导轨平面斜向下，金属棒 ab 垂直于MN PQ 放置在导轨上且始终与导 轨接触良好，金属棒的质量为m= 0.01 kg 、电阻不计.定值电阻R = 30 Q,电阻箱电阻调到 R = 120 Q ,电容C度B = 0.5 T .一根直金属杆 MN 以v = 2 m/s 的速度向右匀速运动，杆 MN 台终与导轨垂直且接触良好•杆 MN 勺电⑵如图乙所示，一个匝数n = 100的圆形线圈，面积 S= 0.4 m ，电阻r 2= 1 Q .在线圈中存在面积 82= 0.3 mX X2=0.01 F，重力加速度g取10 m/s .现将金属棒由静止释放.(1) 在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；(2) 在开关接到1的情况下，当R2调至30 Q后且金属棒稳定下滑时，F2消耗的电功率为多少;(3) 在开关接到2的情况下，求经过时间t = 2.0 s时金属棒的速度.答案：(1)7.5 m/s (2)0.075 W (3)5 m/s。
2020年高考物理一轮复习专题10.2 法拉第电磁感应定律 自感现象(讲)(解析版)
专题10.2 法拉第电磁感应定律 自感现象1.能应用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 和导线切割磁感线产生电动势公式E ＝Blv 计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感．知识点一 法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)感应电动势：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：闭合电路中感应电动势的大小，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．(3)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r .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 ＝Bl v －＝12Bl 2ω (平均速度等于中点位置的线速度12lω)．知识点二 自感、涡流、电磁阻尼和电磁驱动 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，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E ＝L ΔIΔt.(3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关． 2．涡流现象(1)涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流．(2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流．3．电磁阻尼导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力、安培力的方向总是阻碍导体的相对运动．4．电磁驱动如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力而使导体运动起来．【拓展提升】1．自感现象的特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)在通电自感中线圈相当于一个变化的电阻——阻值由无穷大逐渐减小，通电瞬间自感线圈相当于断路．(4)在断电自感中线圈相当于电源，与其他电学元件构成回路时，自感电动势由某值逐渐减小到零．(5)电流稳定时，自感线圈相当于普通导体，是否需要考虑其电阻，需依题意而定．(6)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，不能使过程停止，更不能使过程反向．2．自感中灯泡“闪亮”与“不闪亮”的原因断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I 1、I 2：①若I 2≤I 1，灯泡逐渐变暗；②若I 2>I 1，灯泡闪亮后逐渐变暗．两种情况灯泡中电流方向均改变考点一对法拉第电磁感应定律的理解与应用【典例1】（2019·新课标全国Ⅰ卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a ）中虚线MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。
2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练：法拉第电磁感应定律、自感和涡流
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题26 法拉第电磁感应定律、自感和涡流【专题导航】目录热点题型一 法拉第电磁感应定律的理解和应用 .................................................................................................. 1 热点题型二 导体棒切割磁感线产生感应电动势 .. (3)导体平动切割磁感线问题 ................................................................................................................................. 4 导体旋转切割磁感线问题 ................................................................................................................................. 5 热点题型三 应用法拉第电磁感应定律求解感应电荷量问题 ................................................................................ 7 热点题型四 自感和涡流 ......................................................................................................................................... 9 【题型演练】 (11)【题型归纳】热点题型一 法拉第电磁感应定律的理解和应用 1．对法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt 共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)磁通量的变化率ΔΦΔt 对应Φ -t 图线上某点切线的斜率．2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B ΔS ，则E ＝n B ΔSΔt ；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS ，则E ＝n ΔBSΔt；(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝|Φ末－Φ初|，E ＝n|B 2S 2－B 1S 1|Δt≠n ΔB ΔSΔt. 【例1】(2019·全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图a 中虚线MN 所示。
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6．[2019·湖北省武汉市部分学校调研](多选)如图(a)所示，在足够长的光滑斜面上有
一金属线框，垂直于斜面方向的匀强磁场的磁感应强度 B 随时间的变化规律如图(b)所示(规
定垂直斜面向上为正方向)．t＝0 时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法
正确的是( )
A．线框中产生大小、方向均周期性变化的电流 B．MN 边受到的安培力先减小后增大 C．线框做匀加速直线运动 D．线框中产生的焦耳热等于其机械能的损失 答案：BC 解析：穿过线框的磁通量先向下减小，后向上增加，根据楞次定律可知，感应电流方向 不变，选项 A 错误；因磁感应强度 B 的变化率不变，则感应电动势的大小不变，感应电流的 大小不变，而 B 的大小先减小后增大，根据 F＝BIL 可知，MN 边受到的安培力先减小后增大， 选项 B 正确；因线框平行的两边电流等大反向，整个线框所受的安培力合力为零，则线框下 滑的加速度为 gsinθ 不变，线框做匀加速直线运动，选项 C 正确；因安培力对线框不做功， 斜面光滑，则线框的机械能守恒，选项 D 错误． 7.
Δt
Δt
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 a、b
E 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 R
直于 MN 的速度 v 匀速进入磁场，线框进入磁场过程中，产生的焦耳热为 Q1，通过线框导体 横截面的电荷量为 q1，若线框以速度 2v 匀速进入磁场，进入磁场过程中，产生的焦耳热为 Q2， 通过线框导体横截面的电荷量为 q2，则下列选项正确的是( )
A．Q2＝2Q1，q2＝2q1 B．Q2＝2Q1，q2＝q1
B．a、b 两线圈中产生的感应电动势之比为 1：2
C．a、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 1：
ΔB
ΔB
1，故 A 错误．根据法拉第电磁感应定律得：E＝ S，S＝πr2，因为 S 相等， 也相等，
时间内 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 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 ω 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( )
线框中( )
A．感应电流方向沿 A→D→C→B→A
B．磁通量的最大值为 Bl2
C．最大感应电动势为 Blv 2Blv
D．平均感应电动势为 π
答案：CD
解析：由楞次定律结合右手螺旋定则，可知感应电流方向应为 A→B→C→D→A，A 项错误；
1 通过线框的磁通量的最大值为 Φ＝BS＝ Bl2，B 项错误；当 AD 边垂直切割磁感线时，感应
A．电容器上极板带正电 B．电容器下极板带正电
B0πr21 C．线圈两端的电压为
t0 4B0πr2 D．线圈两端的电压为
5t0 答案：BD 解析：由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向，金属线圈相当于电 源，电源内部的电流从负极流向正极，则电容器的下极板带正电，上极板带负电，A 错，B
整个过程中电流大小不变，由 P＝I2R 知电阻 R 消耗的功率不变，C 错误，D 正确． 4.
[2019·贵州省贵阳市摸底](多选)如图所示，边长为 l 的正方形单匝金属线框 ABCD，
左半部分处在方向垂直于线框平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，线框的 AD 边
从图中位置按俯视的逆时针方向，以线速度 v 绕固定对称轴 OO′匀速转动 90°，则此过程
Bl2ω A．金属杆 OM 旋转产生的感应电动势恒为
2
Bl2ω
B．通过电阻 R 的电流的最小值为
，方向从 Q 到 P
8R
Bl2ω C．通过电阻 R 的电流的最大值为 4R ，且 P、Q 两点电势满足 φP>φQ
Bl2ω D．O、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 v＝ωl，OM 切割磁感线的平均速度为v＝ ，OM 转动切割磁感线产
C．Q2＝Q1，q2＝q1 D．Q2＝4Q1，q2＝2q1
答案：B
BLv
B2L2v
解析：根据 I＝ 及 F＝BIL 可得 F＝ ，安培力做的功转化为电能，然后转化为焦
R
R
B2L3v
BL2
耳热，由 Q＝W＝FL＝ R 可知产生的焦耳热与速度成正比，所以 Q2＝2Q1；根据 q＝ R 可知
通过线框导体横截面的电荷量与速度无关，q2＝q1，选项 B 正确．
解析：根据题图乙知 0～0.5T 内磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，线圈中的感应电 流沿逆时针方向；0.5T～T 内磁感应强度均匀减弱，由楞次定律，线圈中的感应电流沿顺时
ΔΦ ΔB 针方向，A 错误；根据法拉第电磁感应定律 E＝ ＝ S，因为 0～0.5T 内和 0.5T～T 内
Δt Δt E
磁感应强度的变化率为定值且绝对值相等，所以感应电动势大小不变，B 正确；根据 I＝ ， R总
法拉第电磁感应定律 自感现象
小题狂练○30
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
2
电动势最大，E＝Blv，C 项正确；由法拉第电磁感应定律可知，线框转过 90°过程中线框的
ΔΦ
1＝ Bl2，Δt＝ ，联立可得E＝ ，D 项正确．
Δt
2
4v
π
5．[2019·山西省名校联盟测试]如图所示，光滑水平面内有一正方形导体线框 abcd，
置于垂直水平面向里、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
[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 ω 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( )
放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板 M、N 相连，板间
距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒 ab 水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良
好．现同时由静止释放带电微粒和金属棒 ab，则下列说法正确的是( )
A．金属棒 ab 最终可能匀速下滑 B．金属棒 ab 一直加速下滑 C．金属棒 ab 下滑过程中 M 板电势高于 N 板电势 D．带电微粒不可能先向 N 板运动后向 M 板运动 答案：BC 解析：金属棒沿光滑导轨加速下滑，棒中有感应电动势，从而对电容器充电，充电电流 通过金属棒时金属棒受安培力作用，只有金属棒速度增大时才有充电电流，因此总有 mgsinθ－BIl>0，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，当静电力增大到大于重力时，微粒的加速度方向向上，D 错． 10.
ΔΦ ΔB B0 对．由法拉第电磁感应定律知感应电动势为 E＝ ＝ S＝ ×πr2，由闭合电路欧姆定
Δt Δt t0
E
4B0πr2
律得感应电流为
I＝
，所以线圈两端的电压
R＋R1＋R2
U＝I(R1＋R2)＝
5t0
，C 错，D 对．
9．[2019·重庆质检](多选)如图，两根足够长且光滑平行的金属导轨 PP′、QQ′倾斜
3．[2019·河北省衡水一中考试](多选)如图甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻 R 构成
闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规
律如图乙所示．关于线圈中产生的感应电动势 e、电阻 R 消耗的功率 P 随时间 t 变化的图象，
下列可能正确的有( )
答案：BD
[2019·河北省石家庄调研]如图所示电路中，A、B、C 为完全相同的三个灯泡，L 是一 直流电阻不可忽略的电感线圈．a、b 为线圈 L 的左右两端点，刚开始开关 S 是闭合的，三 个灯泡的亮度相同．将开关 S 断开后，下列说法正确的是( )
A．a 点电势高于 b 点，A 灯闪亮后缓慢熄灭 B．a 点电势低于 b 点，B、C 灯闪亮后缓慢熄灭 C．a 点电势高于 b 点，B、C 灯闪亮后缓慢熄灭 D．a 点电势低于 b 点，B、C 灯不会闪亮只是缓慢熄灭 答案：D 解析：电路稳定时，三个完全相同的灯泡亮度相同，说明流经三个灯泡的电流相等，某 时刻将开关 S 断开，流经电感线圈的磁通量减小，其发生自感现象，相当于电源，产生和原 电流方向相同的感应电流，故 a 点电势低于 b 点电势，三个灯泡不会闪亮只是缓慢熄灭，选 项 D 正确． 8．[2019·山东省泰安一中模拟](多选)在如图甲所示的电路中，电阻 R1＝R2＝2R，单 匝圆形金属线圈半径为 r1，线圈的电阻为 R，在半径为 r2(r2<r1)的圆形区域内存在垂直于 线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图乙所示，图线在横、 纵轴的截距分别为 t0 和 B0，其余导线的电阻不计．闭合 S，至 t1 时刻，电路中的电流已稳定， 下列说法正确的是( )