2020版高考物理一轮复习试题：第十章 电磁感应 专题74 法拉第电磁感应定律 自感(含答案)
2020届高考物理题：电磁感应一轮练习(带解析)
2021届高考物理题：电磁感应一轮练习及答案高考：电磁感应一、选择题1、(双选)图所示是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。
关于该装置，下列说法正确的是()A．当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落2、如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大3、如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定矩形导线框，则()A．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿abcd方向；经过位置②时，沿adcb 方向B．磁铁经过位置①时，线框中感应电流沿adcb方向；经过位置②时，沿abcd 方向C．磁铁经过位置①和②时，线框中的感应电流都沿abcd方向D．磁铁经过位置①和②时，线框中感应电流都沿adcb方向4、如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是()A．B灯立即熄灭B．A灯将比原来更亮一下后熄灭C．有电流通过B灯，方向为c→dD．有电流通过A灯，方向为b→a5、(多选)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6、(多选)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d，两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g．在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是()A．线框中感应电流的方向不变B．线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间C．线框以速度v2做匀速直线运动时，发热功率为m2g2R4B2d2sin2θD．线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，减少的机械能ΔE机与重力做功W G的关系式是ΔE机＝W G＋12m v21－12m v227、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。
高考物理法拉第电磁感应定律压轴题一轮复习附答案解析
高考物理法拉第电磁感应定律压轴题一轮复习附答案解析一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如下图所示，MN 、PQ 为足够长的光滑平行导轨，间距L =0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ= 30°，NQ 丄MN ，N Q 间连接有一个3R =Ω的电阻，有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为01B T =，将一根质量为m =0.02kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻1r =Ω，其余部分电阻不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行，当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ 为 s=0.5 m ，g =10m/s 2。
(1)求金属棒达到稳定时的速度是多大；(2)金属棒从静止开始到稳定速度的过程中，电阻R 上产生的热量是多少？(3)若将金属棒滑行至cd 处的时刻记作t =0,从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t =1s 时磁感应强度应为多大？ 【答案】(1)8m/s 5 (2)0.0183J(3) 5T 46【解析】 【详解】(1) 在达到稳定速度前，金属棒的加速度逐渐减小，速度逐渐增大，达到稳定速度时，有sin A mg F θ=其中,A EF BIL I R r==+ 根据法拉第电磁感应定律，有E BLv = 联立解得：m 1.6sv =(2) 根据能量关系有21·sin 2mgs mv Q θ=+ 电阻R 上产生的热量R RQ Q R r=+ 解得：0.0183J R Q =(3) 当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动，根据牛顿第二定律，有：sin mg ma θ=根据位移时间关系公式，有212x vt at =+设t 时刻磁感应强度为B ，总磁通量不变，有：()BLs B L s x '=+当t =1s 时，代入数据解得，此时磁感应强度：5T 46B '=2．如图所示，在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨，与水平面间的夹角θ＝30°，间距L ＝0.5 m ，上端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻．匀强磁场的磁感应强度大小B ＝0.4 T ，磁场方向垂直导轨平面向上．一质量m ＝0.2 kg ，电阻r ＝0.1 Ω的导体棒MN ，在平行于导轨的外力F 作用下，由静止开始向上做匀加速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，且接触良好．当棒的位移d ＝9 m 时，电阻R 上消耗的功率为P ＝2.7 W ．其它电阻不计，g 取10 m/s 2.求：(1)此时通过电阻R 上的电流； (2)这一过程通过电阻R 上的电荷量q ； (3)此时作用于导体棒上的外力F 的大小． 【答案】（1）3A （2）4.5C （3）2N 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据热功率：P ＝I 2R ， 解得：3A PI R== (2)回路中产生的平均感应电动势：E n tφ∆=∆ 由欧姆定律得：+E I R r=得电流和电量之间关系式：q I t nR rφ∆=⋅∆=+代入数据得： 4.5C BLdq R r==+ (3)此时感应电流I ＝3A ，由E BLvI R r R r==++ 解得此时速度：()6m/s I R r v BL+==由匀变速运动公式：v 2＝2ax ，解得：222m/s 2v a d==对导体棒由牛顿第二定律得：F －F 安－mgsin30°＝ma ， 即：F －BIL －mgsin30°＝ma ， 解得：F ＝ma ＋BIL ＋mgsin30°＝2 N 【点睛】本题考查电功率，电量表达式及电磁感应电动势表达式结合牛顿第二定律求解即可，难度不大，本题中加速度的求解是重点． 【考点】动生电动势、全电路的欧姆定律、牛顿第二定律.3．如图所示，ACD 、EFG 为两根相距L =0.5m 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF 面与水平面夹角θ=300．两导轨所在空间存在垂直于CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B`=1T ．两根长度也均为L =0.5m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，ab 杆的质量m 1未知，cd 杆的质量m 2=0.1kg ，两杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=36，两金属细杆的电阻均为R =0.5Ω，导轨电阻不计．当ab 以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd 杆正好也向下匀速运动，重力加速度g 取10m/s 2．(1)金属杆cd 中电流的方向和大小 (2)金属杆ab 匀速运动的速度v 1 和质量m 1【答案】I =5A 电流方向为由d 流向c; v 1=10m/s m 1=1kg 【解析】 【详解】（1）由右手定则可知cd 中电流方向为由d 流向c 对cd 杆由平衡条件可得：μ=+0022安sin 60（cos 60)m g m g F=安F BLI联立可得：I =5A (2) 对ab: 由 =12BLv IR得 110m/s v = 分析ab 受力可得： 0011sin 30cos 30m g BLI m g μ=+解得： m 1=1kg4．如图(a)所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B ；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图(b)所示．t ＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd 在位于区域I 内的导轨上由静止释放．在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知cd 棒的质量为m 、电阻为R ，ab 棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ，在t ＝t x 时刻(t x 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.求：图(a) 图(b)(1)通过cd 棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向； (2)当ab 棒在区域Ⅱ内运动时，cd 棒消耗的电功率； (3)ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离；(4)ab 棒开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量．【答案】(1)电流方向由d 到c ，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2)(3) (4)【解析】 【详解】(1)由右手定则可知通过cd 棒电流的方向为d 到c ；再由左手定则可判断区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上．(2)cd 棒平衡，BIl ＝mg sin θ， 得cd 棒消耗的电功率P ＝I 2R ，得(3)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得，所以.ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度则ab棒开始下滑的位置离EF的距离(4)ab棒在区域Ⅱ中运动的时间ab棒从开始下滑至EF的总时间：ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：故本题答案是：(1)电流方向由d到c，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2) (3)(4)【点睛】题目中cd棒一直处于静止状态，说明cd棒受到的安培力是恒力并且大小应该和导体棒的重力分量相等，要结合并把握这个条件解题即可。
2020版新一线高考物理(人教版)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。
【物理】2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律作业
2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 作业1、穿过一个电阻为R=1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb ，则：（ ） A 、线圈中的感应电动势每秒钟减少2VB 、线圈中的感应电动势是2VC 、线圈中的感应电流每秒钟减少2AD 、线圈中的电流是2A2．下列几种说法中正确的是： （ ）A 、线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B 、穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C 、线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D 、线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大3、长度和粗细均相同、材料不同的两根导线，分别先后放在U 形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动，导轨电阻不计，则两导线：（ ） A 、产生相同的感应电动势B 、产生的感应电流之比等于两者电阻率之比C 、产生的电流功率之比等于两者电阻率之比；D 、两者受到相同的磁场力 4、在理解法拉第电磁感应定律tn E ∆∆=φ及改写形势t B ns E ∆∆=,t S nB E ∆∆=的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：（ ）A 、对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B 、对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 B ∆成正比C 、对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率t S∆∆成正比D 、题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是t ∆时间内的平均值 5、如图1中，长为L 的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v 不变，而将磁感强度由B 增为2B 。
除电阻R 外，其它电阻不计。
那么：（ ） A 、作用力将增为4倍 B 、作用力将增为2倍 C 、感应电动势将增为2倍D 、感应电流的热功率将增为4倍6、如图2所示，固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨，垂直于导轨平面有一匀强磁场。
质量为m 的金属棒cd 垂直放在导轨上，除电阻R 和金属棒cd 的电阻r 外，其余电阻不计；现用水平恒力F 作用于金属棒cd 上，由静止开始运动的过程中，下列说法正确的是： （ ）A 、水平恒力F 对cd 棒做的功等于电路中产生的电能B 、只有在cd 棒做匀速运动时， F 对cd 棒做的功才等于电路中产生的电能C 、无论cd 棒做何种运动，它克服安培力所做的功一定等于c dF R电路中产生的电能D 、R 两端的电压始终等于cd 棒中的感应电动势的值 7、如图3所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下列叙述正确的是：（ ）A 、向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B 、不管向什么方向拉出，只要产生感应电流，方向都是顺时针C 、 向右匀速拉出时，感应电流方向不变D 、要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变8、有一个n 匝线圈面积为S ，在t ∆时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了B ∆，则这段时间内穿过n 匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 。
高三一轮复习：法拉第电磁感应定律(含解析)
法拉第电磁感应定律【例1】穿过一个单匝的磁通量始终保持每秒均匀地减少2Wb ，则（ ）A ．线圈中感应电动势每秒增加2VB ．线圈中感应电动势每秒减少2VC ．线圈中无感应电动势D ．线圈中感应电动势大小不变答案 D【练习1】穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是 ( )A ．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B ．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C ．图丙中回路在0～t 0时间内产生的感应电动势大于t 0～2t 0时间内产生的感应电动势D ．图丁回路产生的感应电动势先变小再变大答案 CD解析 根据E ＝n ΔΦΔt可知：图甲中E ＝0，A 错；图乙中E 为恒量，B 错；图丙中0～t 0时间内的E 1大于t 0～2t 0时间内的E 2，C 正确；图丁中感应电动势先变小再变大，D 正确。
【例2】如图所示，在一磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距h =0.1m 的平行金属导轨轨MN 和PQ ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N 、Q 之间连接一阻值R ＝0.3Ω的电阻。
导轨上跨放着一根长为L ＝0.2m ，每米长电阻r ＝2.0Ω/m 的金属棒ab ，金属棒与导轨正交放置，交点为c 、d ，当金属棒在水平拉力作用于以速度v ＝4.0m /s 向左做匀速运动时，试求： （1）电阻R 中的电流强度大小和方向； （2）使金属棒做匀速运动的拉力； （3）金属棒ab 两端点间的电势差；解析 金属棒向左匀速运动时，等效电路如图所示。
在闭合回路中，金属棒cd 部分相当于电源，内阻r cd ＝hr ，电动势E cd ＝ Bhv 。
（1）根据欧姆定律，R 中的电流强度为A .hrR Bhv r R E I cd cd 40=+=+=，方向从N 经R 到Q 。
（2）使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为F ＝F 安＝BIh ＝0.02N 。
2020届高考物理一轮复习专题强化卷：法拉第电磁感应定律
2020年高考物理一轮复习专题强化卷----法拉第电磁感应定律一、单选题（共8题，48分）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2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是()A．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向【答案】B.2、如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则()A．电路中感应电动势的大小为Blvsin θB．电路中感应电流的大小为Bv sin θrC．金属杆所受安培力的大小为B2lv sin θr D．金属杆的热功率为B2lv2r sin θ【答案】B.3、如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A ．c →a,2∶1B ．a →c,2∶1C ．a →c,1∶2D ．c →a,1∶2【答案】C4、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ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )A ．U a >U c ，金属框中无电流B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a －b －c －aC ．U b c ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U b c ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a －c －b －a 【答案】C.5、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，则( )A ．W 1<W 2，q 1<q 2B ．W 1<W 2，q 1＝q 2C ．W 1>W 2，q 1＝q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2【答案】C. 6、电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象．在如图所示的实验电路中，L 是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D 的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计．在t ＝0时刻 闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开开关S.在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况 的图象中，可能正确的是( )【答案】 D 7、一匝由粗细均匀的同种导线绕成的矩形导线框abcd 固定不动，其中矩形区域efcd 存在磁场(未画出)，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度大小B 随时间t 均匀变化，且ΔB Δt＝k (k >0)．已知ab ＝fc ＝4L ，bc ＝5L ，已知L 长度的电阻为r ，则导线框abcd 中的电流为( )A.8kL 29rB.25kL 218rC.4kL 29rD.25kL 29r【答案】A8、如图所示，两根相距为l 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 ．U ＝12Blv ，流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到d B ．U ＝Blv ，流过固定电阻R 的感应电流由d 经R 到bC ．MN 受到的安培力大小F A ＝B 2l 2v 2R，方向水平向右 D ．MN 受到的安培力大小F A ＝B 2l 2v R，方向水平向左 【答案】A二、不定项选择题（共6题，36分）9、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。
2020版高考物理一轮复习第十章电磁感应(第2课时)课件
两种情况下灯泡中电流方向 均改变
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【例 4】(2018·河南洛阳一中模拟)如图所示为安检门原理图 ， 左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈．工作过程中 某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则( )
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
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D 解析：当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时， 可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线 圈中产生逆时针方向的电流，即使有金属片通过时，接收线圈中的 感应电流方向仍然为逆时针，故 A、C 错误；通电线圈中存在顺时 针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿 过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法 拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故 B 错误； 有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中 也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方 向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线 圈中的感应电流大小发生变化，故 D 正确．
变为原来的 2 倍时，P 变为原来的 4 倍，D 错．
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【变式 3】(2018 全国 1 卷)如图，导体轨道 OPQS 固定，其中 PQS
是半圆弧，Q 为半圆弧的中心，O 为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM
是有一定电阻。可绕 O 转动的金属杆。M 端位于 PQS 上，OM 与轨道
接触良好。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小
联立以上各式解得 I1＝nB30Rπt0r22.
2020版高考物理一轮总复习第10章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感
法拉第电磁感应定律、自感时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )B．越来越小A．越来越大D．无法判断C．保持不变答案C解析当导体切割磁感线时感应电动势的大小为E＝Blv，其中v指的是导体沿垂直于磁场方向的分速度大小，对应于本题金属棒水平方向的分速度v0不变，所以导体棒在运动过程中产生的感应电动势大小E＝Blv0，大小保持不变。
2．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．减少线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯答案B解析 该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热。
交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱，故A 、D 错误。
交流电源的频率增大，杯体内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故B 正确。
瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故C 错误。
3．如图所示，在庆祝反法西斯胜利70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警—2000”在天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102km/h 的速度自东向西飞行。
该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m ，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5T ，则( )A ．两翼尖之间的电势差为2.9 VB ．两翼尖之间的电势差为1.1 VC ．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D ．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低答案 C解析 由E ＝Blv 得E ＝4.7×10－5×50×4.5×1023.6V ＝0.29 V ，故A 、B 选项均错误；由右手定则可知，飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高，C 选项正确，D 选项错误。
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74 法拉第电磁感应定律 自感
1．(多选)(2018·四川泸州一检)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.32
t 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12
D ．0～t 0时间内R 产生的焦耳热是t 0～2t 0时间内的12
2．(多选)(2017·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2
A ．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5.0×10－4
W
D ．在0～2 s 时间段，通过圆环横截面积的电荷量为0.5 C
3．(多选)(2017·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3
A ．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∶ 2
D ．线框和圆环中的电流大小之比为1∶2
4．(多选)(2018·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4
A ．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 1
C ．t 1～t 2时间内R 上的电流为nB 1S 2(t 2－t 1)R
D ．t 1～t 2时间内P 端电势高于Q 端电势
5．(2017· 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5
A ．减少，且Δ
B Δt ＝mgd NSq
B ．增加，且ΔB Δt ＝mgd NSq
C ．减少，且ΔB Δt ＝mgd Sq
D ．增加，且ΔB Δt ＝mgd Sq
6．(2017·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6
A ．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)(2017·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t 0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7
A．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．(2018·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8
A．0.4 V B．0.65 V
C．2.25 V D．4.5 V
答案精析
1．AC 2.BC 3.AC
4．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.D
7．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＝1×0.5×12 V ＝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＋32
V ＝2 V 金属环两侧并联，电阻为：R ＝12
Ω＝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 ＝0.5
0.5＋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]。