2019届高考物理(课标通用)：(三十七) 法拉第电磁感应定律(普通高中)

课时跟踪检测（三十七） 法拉第电磁感应定律(一)普通高中适用作业[A 级—— 基础小题练熟练快]★1.(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。

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解析：选B 由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向。

由法拉第电磁感应定律知E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt ＝ΔB ·πR 2Δt，由于两圆环半径之比R a ∶R b ＝2∶1，所以E a ∶E b ＝4∶1，选项B 正确。

2．(2015·全国卷Ⅱ)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 bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流 D ．U bc ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a —c —b —a 解析：选C 金属框abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B 、D 错误。

转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断U a ＜U c ，U b ＜U c ，选项A 错误。

由转动切割产生感应电动势的公式得U bc ＝－12Bl 2ω，选项C 正确。

3.(2018·江西吉安市一中模拟)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 的输入端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 1至t 2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( )解析：选D 在t 1至t 2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，根据楞次定律的另一种表述，知螺线管MN 中产生的磁场在增加，即螺线管中的电流增大，根据法拉第电磁感应定律，E＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ，知ΔB Δt增大，故D 正确，A 、B 、C 错误。

★4.(2018·江西新余四中模拟)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( )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解析：选B 灯泡能否发生闪亮，取决于通过灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，故A 错误。

线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于流过线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故B 正确。

小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于流过线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故C 错误。

线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，故D 错误。

5.在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G 1和G 2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( )A ．G 1表指针向左摆，G 2表指针向右摆B ．G 1表指针向右摆，G 2表指针向左摆C ．G 1、G 2表的指针都向左摆D ．G 1、G 2表的指针都向右摆解析：选B 电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈L 中电流减小，产生与原方向同向的自感电动势，与G 2和电阻组成闭合回路，所以G 1中电流方向向右，G 2中电流方向向左，即G 1指针向右摆，G 2指针向左摆，B 正确。

6.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 ＝12Bl v ，流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到d B ．U ＝Bl v ，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 ，方向水平向左解析：选A 根据电磁感应定律，MN 产生的电动势E ＝Bl v ，由于MN 的电阻与外电路电阻相同，所以MN 两端的电压U ＝12E ＝12Bl v ，根据右手定则，流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到d ，故A 正确，B 错误；MN 受到的安培力大小F A ＝B 2l 2v 2R，方向水平向左，故C 、D 错误。

7.(2017·河南八市重点高中联考)如图所示，导体杆OQ 在作用于OQ中点且垂直于OQ 的力作用下，绕O 轴沿半径为r 的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于框架平面，AO 间接有电阻R ，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P ，则( )A ．外力的大小为2Br P RB ．外力的大小为Br PRC ．导体杆旋转的角速度为2PR Br 2 D ．导体杆旋转的角速度为2Br 2 P R 解析：选C 由题意知，导体杆切割磁感线产生的电动势为E ＝PR ，设Q 点的线速度大小为v ，则导体杆旋转切割磁感线产生的感应电动势E ＝12Br v ，根据P ＝F ·12v 及ω＝v r ，求得F＝Br PR ，ω＝2PRBr2，因此C项正确。

★8．[多选](2018·温州中学模拟)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 Ω。

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 ＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向。

框、挡板和金属杆不计形变。

则() A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到DB．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 N解析：选AC当t＝1 s时，由磁感应强度随时间变化规律B＝(0.4－0.2t)T，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，故A正确；当t＝3 s 时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从C到D，故B错误；当t＝1 s时，由法拉第电磁感应定律，则有E＝ΔBSΔt sin 30°＝0.2×12×0.5 V＝0.1 V；由欧姆定律，则有感应电流大小I＝0.10.1A＝1 A；则t＝1 s时，安培力大小F＝B t IL＝(0.4－0.2×1)×1×1 N＝0.2 N；由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，将安培力分解，金属杆对挡板P 的压力大小N＝F sin 30°＝0.2×0.5 N＝0.1 N，故C正确；同理，当t＝3 s 时，感应电动势大小仍为E＝0.1 V，电流大小仍为I＝1 A，F′＝0.2 N，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁场方向斜向下，根据力的合成，则得金属杆对H的压力大小为N′＝F′sin 30°＝0.2×0.5 N ＝0.1 N，故D错误。

[B级——中档题目练通抓牢]9．(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，磁感应强度B1＝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始终与导轨垂直且接触良好。

杆MN的电阻r1＝1 Ω，导轨的电阻可忽略。

求杆MN 中产生的感应电动势E1。

(2)如图乙所示，一个匝数n＝100的圆形线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r2＝1 Ω。

在线圈中存在面积S2＝0.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2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E2。

(3)将一个R ＝2 Ω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φa 。

解析：(1)杆MN 做切割磁感线的运动，产生的感应电动势E 1＝B 1L v ＝0.3 V 。

(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，产生的感应电动势E 2＝n ΔB 2Δt S 2＝4.5 V 。

(3)题图甲中φa >φb ＝0，题图乙中φa <φb ＝0，所以当电阻R 与题图甲中的导轨相连接时，a 端的电势较高。

此时通过电阻R 的电流I ＝E 1R ＋r 1电阻R 两端的电势差φa －φb ＝IRa 端的电势φa ＝IR ＝0.2 V 。

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 φa ＝0.2 V10.(2018·梅州模拟)如图所示，粗糙斜面的倾角θ＝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abcd 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bc 边。

已知线框质量m＝2 kg ，总电阻R 0＝1.25 Ω，边长L ＞2r ，与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。