2022年高考物理复习讲练测法拉第电磁感应定律、自感和涡流—【练】解析版.docx

专题11.2 法拉第电磁感应定律、自感和涡流—【练】一、练基础1． (2021贵州省思南中学开学考试) (多选)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说法，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～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大【答案】CD【解析】Φ－t图象中图线的斜率的绝对值表示感应电动势的大小，故A、B错误；C、D正确．2. （2021江苏省镇江市一模）（单选）如图所示，在均匀磁场中有一由两段圆弧及其半径构成的导线框CDEF，且C点和F点正好是OD、OE的中点，圆的半径OE和OD与磁场边缘重合，磁场方向垂直于圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0使该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转过90，框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置不变，而磁感应强度大小随时间均匀变化为了产生与线框转过90过程中同样大小的电流，则磁感应强度随时间的变化率的大小应为(　　)A.　　　　　　B． C. D．【答案】C【解析】设OE＝2r，该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，框中产生感应电流I＝。

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转动90过程中同样大小的电流，有I＝，所以有＝，故C对，A、B、D错 3．（2021浙江高三二模）如图所示，匀强磁场中有一等边三角形线框abc，匀质导体棒框上向右匀速运动导体棒框接触点之间的感应电动势为E，通过的电流为I忽略线框的电阻，且导体棒与线框接触良好，则导体棒（　　）A．从位置①到②的过程中，E增大、I增大 B．经过位置②时，E最大、I为零C．从位置②到③的过程中，E减小、I不变 D．从位置①到③的过程中，E和I都保持不变【答案】C【解析】A．由导体做切割磁感线产生电动势公式可知，L增大，E就会增大，由电阻定律可知，导体中的电流为，导体做匀速运动，所以I不变，A错误；B．经过②位置时，L最大，E最大，电流不为0，B错误；C．L减小，E减小，电流不变，C正确；D．从位置①到③的过程中，E先增大后减小，I保持不变，D错误；故选C4．（2021云南玉溪模拟）(多选)如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑，重力加速度大小为g下列说法正确的是(　　)A．金属球会运动到半圆轨道的另一端B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流C．金属球受到的安培力做负功D．系统产生的总热量为mgR【解析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，选项C正确，A、B错误；根据能量守恒定律得系统产生的总热量为mgR，选项D正确。

答案】CD5．(2021龙岩市二模)如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N，并与导轨成θ角金属杆以ω 的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆单位长度的电阻为r则在金属杆转动过程中(　　)A．M、N两点电势相等 B．金属杆中感应电流的方向由N流向MC．电路中感应电流的大小始终为 D．电路中通过的电荷量为【答案】A　【解析】根据题意可知，金属杆MN为电源，导轨为外电路，由于导轨电阻不计，外电路短路，M、N两点电势相等，故选项A正确；根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由M流向N，故选项B错误；由于切割磁场的金属杆长度逐渐变短，感应电动势逐渐变小，回路中的感应电流逐渐变小，故选项C错误；因为导体棒MN在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻逐渐减小，不能根据q＝计算通过电路的电荷量，故选项D错误 6．(2021湖南株洲质检) (多选)用导线绕成一圆环，环内有一用同种导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图6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和线框所在平面(纸面)向里当磁感应强度均匀减弱时 (　　)A．圆环和线框中的电流方向都为顺时针方向 B. 圆环和线框中的电流方向都为逆时针方向C．圆环和线框中的电流大小之比为∶1 D．圆环和线框中的电流大小之比为2∶1【答案】AC7．(2021山东青岛市质检) (多选)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是(　　)A．闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮B．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮C．断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭【答案】BD【解析】闭合开关S接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故A错误，B正确；断开开关S切断电路时，线圈对电流的减小有阻碍作用，相当于电源，与A1和A2串联，所以两灯泡都要过一会儿才熄灭，故C错误，D正确．8．(2021北京模拟)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4 m，一端连接R＝1 Ω 的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好导轨和导体棒的电阻均可忽略不计在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5 m/s求：(1)感应电动势E和感应电流I；(2)在0.1 s时间内，拉力的冲量IF的大小；(3)若将MN换为电阻r＝1 Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U答案】(1)2 V　2 A　(2)0.08 Ns　(3)1 V【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E＝BLv＝10.45 V＝2 V，感应电流I＝＝ A＝2 A (2)由于导体棒沿导轨匀速运动，拉力大小等于安培力大小，则F＝BIL＝120.4 N＝0.8 N冲量大小IF＝FΔt＝0.80.1 Ns＝0.08 Ns (3)由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流I′＝＝ A＝1 A由部分电路欧姆定律可得，导体棒两端电压U＝I′R＝1 V二、练能力9． (2021河北唐山三模) (多选)如图甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。

下列说法中正确的是 (　　)A．0～1 s时间内和5～6 s时间内，导线框中的电流方向相同B．0～1 s时间内和1～3 s时间内，导线框中的电流大小相等C．3～5 s时间内，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上D．1～3 s时间内，AB边受到的安培力不变【答案】AC【解析】由E＝＝S可知，B－t图象在0～1 s时间内和5～6 s时间内，斜率均为负值，所以导线框中的电流方向相同，故A正确；由于在0～1 s时间内和1～3 s时间内，B－t图象斜率大小不相等，所以导线框中的电流大小不相等，故B错误：由楞次定律可知3～5 s 时间内，磁通量增大，ABC面积有减小的趋势，所以AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上，故C正确；1～3 s时间内，磁通量均匀减小，感应电流不变，AB边受到的安培力变小，故D错误10．（2021湖南省师大附中二模）(多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。

下列说法正确的是(　　)A．导体棒ab中电流的方向为由b到a B．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V【答案】BD　【解析】由右手定则可知ab中电流方向为a→b，A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，ab为电源，cd间电阻R为外电路负载，de和cf间电阻中无电流，de和cf间无电压，因此cd和fe两端电压相等，即U＝R＝＝1 V，B、D正确，C错误11．（2021云南临沧模拟）(多选)如图甲所示，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 m2，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(　　)A．在0～5 s时间段，感应电流先减小再一直增大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5.010－4 WD．在0～2 s时间段，通过圆环横截面积的电荷量为5.010－1 C【答案】BC【解析】由E＝＝，可知磁感应强度B随时间t的变化规律的斜率反映感应电动势的大小，所以在0～5 s时间段，感应电流先减小后增大，最后不变，故A错误；在0～2 s时间段磁通量增加，感应电流方向与第1 s内感应电流I方向相同，即沿顺时针的方向，在2～5 s时间段磁通量先减小再反向穿过增大，B－t图象斜率正负不变，即感应电流沿逆时针方向，故B正确；在0～5 s时间段，圆环最大感应电动势E＝＝ V＝0.01 V，所以圆环最大发热功率为P＝＝ W＝5.010－4 W，故C正确；在0～2 s时间段，通过圆环横截面积的电荷量为q＝n＝ C＝5.010－2 C，故D错误。

12.（2021年江苏省六市联考高考物理一调试卷）如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计．长度为L、质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直于MN、PQ静止放在导轨上，与MP间的距离为d，棒与导轨接触良好．t=0时刻起，整个空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，图中B0、t0已知．(1)若t0时刻棒ab的速度大小为v，求0 t0时间内安培力对棒所做的功W；(2)在0 t0时间内，若棒ab在外力作用下保持静止，求此时间内电阻R产生的焦耳热Q．【答案】（1）12mv2，（2）B02L2d2R(R+r)2t0【解析】(1)对导体棒ab，由动能定理得安培力对导体棒做的功为W=12mv2 (2)电路中产生的电动势E=ΔΦΔt 导体棒ab中的电流I=ER+r 导体棒ab在外力作用下保持静止，0∼t0时间内电阻R上产生的焦耳热Q=I2Rt0 解得Q=B02L2d2R(R+r)2t0三、练真题13.（2020全国卷II,T14）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的。