专题9-2+法拉第电磁感应定律+自感现象（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料 14页

‎1．(多选)如图1所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 答案　AD ‎2．(多选)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为圆环的一条直径．如图2所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＜0)．则(　　)‎ 图2‎ A．圆环中产生逆时针方向的感应电流 B．圆环具有扩张的趋势 C．圆环中感应电流的大小为 D．图中a、b两点间的电势差Uab＝ 答案　BD 解析　磁通量均匀减少，根据楞次定律可知，圆环中产生顺时针方向的感应电流，选项A错误；圆环在磁场中的部分，受到向外的安培力，所以有扩张的趋势，选项B正确；圆环产生的感应电动势大小为，则圆环中的电流大小为I＝，选项C错误；Uab＝＝，选项D正确．‎ ‎3.如图3为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb(　　)‎ 图3‎ A．恒为 B．从0均匀变化到 C．恒为－ D．从0均匀变化到－ 答案　C ‎4.如图4所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带负电小球．K断开时传感器上有示数mg，K闭合稳定后传感器上示数为.则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是(　　)‎ 图4‎ A．正在增加，＝ B．正在减弱，＝ C．正在增加，＝ D．正在减弱，＝ 答案　D ‎5．如图5，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框运动过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为(　　)‎ 图5‎ A.B.C.D. 答案　C 解析　线框匀速转动时产生的感应电动势E1＝B0rv＝B0r＝B0ωr2.当磁感应强度大小随时间线性变化时，产生的感应电动势E2＝＝S＝πr2·，要使两次产生的感应电流大小相等，必须E1＝E2，即B0ωr2＝πr2·，解得＝，选项C正确，A、B、D错误．‎ ‎6．如图6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(　　)‎ 图6‎ A．U＝Blv，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b C．MN受到的安培力大小FA＝，方向水平向右 D．MN受到的安培力大小FA＝，方向水平向左 答案　A ‎7.在xOy平面内有一条抛物线金属导轨，导轨的抛物线方程为y2＝4x，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向里，一根足够长的金属棒ab垂直于x轴从坐标原点开始，以恒定速度v沿x轴正方向运动，运动中始终与金属导轨保持良好接触，如图7所示．则下列图象中能表示回路中感应电动势大小随时间变化的是(　　)‎ 图7‎ 答案　B 解析　金属棒ab沿x轴以恒定速度v运动，因此x＝vt，则金属棒在回路中的有效长度l＝2y＝4＝4，由电磁感应定律得回路中感应电动势E＝Blv＝4B，即E2∝t，B正确．‎ ‎8．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R 组成如图9所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是(　　)‎ 图9‎ A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭 B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗 D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，A、B灯中的电流方向均为从左向右 答案　B ‎9．(多选)如图10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(　　)‎ 图10‎ 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 答案　AB 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．‎ ‎10．如图11所示，某同学在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体”实验，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B ‎＝0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a＝0.05m，电源的电动势为E＝3V，内阻r＝0.1Ω，限流电阻R0＝4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，闭合开关后，当液体旋转时，电压表的示数为1.5V，则(　　)‎ 图11‎ A．由上往下看，液体做顺时针旋转 B．液体所受的安培力大小为1.5×10－4N C．闭合开关后，液体热功率为0.81W D．闭合开关10s，液体具有的动能是3.69J 答案　D ‎11．如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是 (　　)‎ A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 答案：AD 解析：高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场；在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快，A选项正确，B选项错误；焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高，C选项错误，D选项正确。‎ ‎12.如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C，D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则 (　　)‎ A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B．回路中感应电流大小不变，为 C．回路中感应电流方向不变，为C→D→R→C D．回路中有周期性变化的感应电流 答案：BC ‎13．如图所示，螺线管匝数n＝1000匝，横截面积S＝10cm2，螺线管导线电阻r＝1Ω，电阻R＝4Ω，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是 (　　)‎ A．通过电阻R的电流是交变电流 B．感应电流的大小保持不变 C．电阻R两端的电压为6V D．C点的电势为4.8V 答案：AB 解析：穿过螺线管的磁场方向不变，但大小变化，导致磁通量变化，则根据楞次定律可知，0～1秒内，电流从C流过R到A，在1～2秒内，电流从A流过R到C，因此电流为交变电流，A正确；根据法拉第电磁感应定律E＝n＝nS＝1000×10×10－4×6V＝6V，而感应电流大小为I＝＝A＝1.2A，故B正确；根据闭合电路欧姆定律，电阻R两端的电压U＝IR＝1.2×4V＝4.8V，故C错误；当螺线管左端是正极时，C点的电势为4.8A，当右端是正极时，则C点电势为－4.8V，故D错误。‎ ‎14．(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是(　　) ‎ A．河北岸的电势较高 B．河南岸的电势较高 C．电压表记录的电压为9 mV D．电压表记录的电压为5 mV 答案　AC ‎15．(多选)如图4所示，粗细均匀的导线绕成匝数为n、半径为r的圆形闭合线圈．线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为I，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．电流I与匝数n成正比 B．电流I与线圈半径r成正比 C．电流I与线圈面积S成正比 D．电流I与导线横截面积S0成正比 答案　BD 解析　由题给条件可知感应电动势为E＝nπr2，电阻为R＝，电流I＝，联立以上各式得I＝·，则可知B、D项正确，A、C项错误．‎ ‎16． (多选)如图5所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S，再重新闭合开关S，则(　　)‎ 图5‎ A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮 B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮 C．稳定后，L和R两端电势差一定相同 D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同 答案　BC 解析　根据题设条件可知，闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大，断开开关S，再重新闭合开关S的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，B正确，A错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件，可判断线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端电势差也相同，所以，C正确，D错误．‎ ‎17．(多选)如图6所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，则在MN运动过程中闭合电路的(　　)‎ 图6‎ A．感应电动势逐渐增大 B．感应电流逐渐增大 C．感应电流将保持不变 D．感应电流逐渐减小 答案　AC ‎18．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图16所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是(　　)‎ 图16‎ A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭 B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗 D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，A、B灯中的电流方向均为从左向右 答案　B ‎19．如图9所示，金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l1＝0.8 m，宽l2＝0.5 m，回路总电阻R＝0.2 Ω，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M＝0.04 kg的木块，磁感应强度从B0＝1 T开始随时间均匀增加，5 s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g取10 m/s2，求回路中的电流大小．‎ 图9‎ 答案　0.4 A 解析　设磁感应强度B＝B0＋kt，k是大于零的常数，‎ 于是回路感应电动势E＝＝kS，‎ S＝l1·l2，‎ 回路感应电流I＝，‎ 金属杆受安培力 F安＝BIl2＝(B0＋kt)Il2.‎ ‎5 s末有 F安＝＝Mg，‎ 可以得到k＝0.2 T/s或k＝－0.4 T/s(舍去)，‎ 解得I＝0.4 A. ‎ ‎20．如图10所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线框abcd水平放置，OO′为过ad、bc两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO′为轴向上转动60°，如图中虚线所示．‎ 图10‎ ‎(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量；‎ ‎(2)若转动后磁感应强度随时间按B＝B0＋kt变化(k为常量)，求出磁场对线框ab边的作用力大小随时间变化的关系式．‎ 答案　(1)　(2)F＝(B0＋kt) ‎(2)若转动后磁感应强度随时间按B＝B0＋kt变化，在线框中产生的感应电动势大小 E＝＝＝k⑥‎ 在线框中产生的感应电流I＝⑦‎ 线框ab边所受安培力的大小为F＝BIl⑧‎ 联立⑥⑦⑧解得：F＝(B0＋kt).‎ ‎21．如图甲所示，光滑导轨宽0.4m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计。t＝0时刻，ab棒从导轨最左端，以v＝1m/s的速度向右匀速运动，求1s末回路中的感应电流及金属棒ab受到的安培力。‎ 答案：1.6A　1.28N，方向向左 解析：Φ的变化有两个原因，一是B的变化，二是面积S的变化，显然这两个因素都应当考虑在内，所以有 金属棒ab受到的安培力为 F＝BIl＝2×1.6×0.4N＝1.28N，方向向左。‎ ‎22．如图所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l＝0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R。在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量m＝2.4g的重物，图中L＝0.8m，开始时重物与水平地面接触并处于静止。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0＝0.5T，并且以＝0.1T/s的变化率在增大。不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g取10m/s2)‎ 答案：1s 解析：以MN为研究对象，有BIl＝FT，以重物为研究对象，有FT＋FN＝mg。由于B在增大，安培力BIl增大，绳的拉力FT增大，地面的支持力FN减小，当FN＝0时，重物将被吊起。‎ 此时BIl＝mg①‎ 又B＝B0＋t＝0.5＋0.1t②‎ E＝Ll③‎ I＝④‎ 联立①②③④，代入数据解得t＝1s。‎ ‎23．如图8所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成θ角，M、P间接阻值为R的电阻．匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B.质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度v匀速向上运动．已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为g.求：‎ 图8‎ ‎(1)金属棒产生的感应电动势E；‎ ‎(2)通过电阻R的电流I；‎ ‎(3)拉力F的大小．‎ ‎ ‎