高三物理专项训练 电磁感应(附答案解析)

电磁感应专题强化练

1．(2019·辽宁大连模拟)在地球北极和南极附近的水平地面上各平放一弹性金属线圈，只考虑地磁场的作用，在线圈收缩过程中，从上向下俯视线圈() A．两个线圈中均有顺时针方向的感应电流

B．两个线圈中均有逆时针方向的感应电流

C．北极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，南极附近线圈中有逆时针方向的感应电流

D．北极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，南极附近线圈中有顺时针方向的感应电流

【答案】C

【解析】地磁场的S极在地理的北极附近，N极在地理的南极附近，由楞次定律和安培定则知，北极附近线圈中有顺时针方向的感应电流，南极附近线圈中有逆时针方向的感应电流，选项C正确．

2.(2019·山西五校联合)(多选)如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为r的金

属线圈，R＞r.现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大

小为v的速度向右匀速运动，在线圈从左侧进入磁场

区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是() A．线圈中一直有顺时针方向的电流

B．进入磁场时线圈中有逆时针方向的电流

C．线圈中有电流的时间为4R＋r

v

D．线圈中有电流的时间为4r

v

【答案】BD

【解析】线圈进入磁场的过程，由楞次定律及安培定则知，线圈中有沿逆时针方向的电流，由于线圈的半径小于磁场区域的半径，故从线圈完全进入磁场到刚要穿出磁场的过程，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，线圈穿出磁场的过程，线圈中有沿顺时针方向的电流，选项A错误、B正确；线圈中有

电流的时间t＝4r

v，选项C错误、D正确．

3．(2019·福建省龙岩市一模)如图甲所示，用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的直径．在ab 的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t ＝0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B 随时间t 变化的关系图象如图乙所示，则0～t 1时间内()

A ．圆环中产生感应电流的方向为逆时针

B ．圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针

C ．圆环一直具有扩张的趋势

D ．圆环中感应电流的大小为

B 0rS 4t 0ρ

【答案】D

【解析】磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故A 、B 错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，0～t 0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t 0～t 1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C 错误；由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔBS 圆环2Δt

＝B 0πr 22t 0，感应电流I ＝E R ＝B 0πr 22t 0·S ρ·2πr ＝B 0rS 4t 0ρ，故D 正确．4．(2019·安徽省滁州市上学期期末)(多选)如图甲所示，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的规律变化，下列说法正确的是()

A ．0.5t 0时刻，R 中电流方向为由a 到b

B ．1.5t 0时刻，R 中电流方向为由a 到b

C ．0～t 0时间内R 的电流小于t 0～2t 0时间内R 的电流

D ．0～t 0时间内R 的电流大于t 0～2t 0时间内R 的电流

【答案】AC

【解析】由楞次定律可知0～t 0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t 0～2t 0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A 正确，B 错误；根据法

拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ，可知0～t 0时间内感应电动势是t 0～2t 0时间内的12

，感应电流为：I ＝E R ，所以0～t 0时间内R 中的电流是t 0～2t 0时间内电流的12

，故C 正确，D 错误．

5．(2019·北京理综，22)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B .纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ，其边长为L ，总电阻为R ，ad 边与磁场边界平行．从ad 边刚进入磁场直至bc 边

刚要进

入的过程中，线框在向左的拉力作用下以

速度v

匀速运动，求：

(1)感应电动势的大小为E ；

(2)拉力做功的功率P ；

(3)ab 边产生的焦耳热Q .

【解析】本题为法拉第电磁感应定律的应用问题，考查考生的理解能力与综合分析能力，体现了物体观念，模型建构、科学推理等核心素养．

(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E ＝BLv

(2)线圈中的感应电流I ＝E R 拉力大小等于安培力大小F ＝BIL

拉力的功率P ＝Fv ＝B 2L 2v 2R

(3)线圈ab 边电阻R ab ＝R 4时间t ＝L v

ab 边产生的焦耳热Q ＝I 2R ab t ＝B 2L 3v 4R

【答案】(1)BLv (2)B 2L 2v 2R (3)B 2L 3v 4R

6．(2019·吉林省吉林市第二次调研)如图甲所示，一边长L ＝2.5m 、质量m ＝0.5kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B ＝0.8T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN 重合．在水平力F 作用下由静止开始向左运动，经过5s 线框被拉出磁场．测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，

(1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的总电阻；

(2)分析线框运动性质并写出水平力F 随时间变化的表达式；

(3)已知在这5s 内力F 做功1.92J ，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？

【解析】(1)根据q ＝I －t ，由I －t 图象得，q ＝1.25C

又根据I －＝E －R ＝ΔΦtR ＝BL 2tR

得R ＝4Ω.

(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律：I ＝0.1t

由感应电流I ＝BLv R ，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v ＝RI BL

＝0.2t 线框做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2m/s 2.

线框在外力F 和安培力F 安作用下做匀加速直线运动，F －F 安＝ma

又F 安＝BIL

得F ＝(0.2t ＋0.1)N

(3)t ＝5s 时，线框从磁场中拉出时的速度v 5＝at ＝1m/s

由能量守恒得：W ＝Q ＋12

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