高考物理二轮复习第十章电磁感应夯基保分练二拉第电磁感应定律自感

1、夯基保分练(二)法拉第电磁感应定律自感A级保分练1.(2017青岛模拟)如图所示为地磁场磁感线的示意图。一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，忽略磁偏角的影响，则()A若飞机从西往东飞，2比1高B若飞机从东往西飞，2比1高C若飞机从南往北飞，2比1高D若飞机从北往南飞，2比1高解析：选C由于地磁场的方向是由南到北的，若飞机从西往东飞或者从东往西飞，竖直下坠，机翼方向与地磁场方向平行，不切割磁感线，不产生感应电动势，所以机翼两端不存在电势差，故A、B错误；若

2、飞机从南往北飞，竖直下坠，机翼方向与地磁场方向垂直，由右手定则可判定，飞机的右方机翼末端的电势比左方机翼末端的电势高，即2比1高，同理可知，若飞机从北往南飞，2比1低，故C正确，D错误。2(多选)(2015全国卷)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是()A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆

3、盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确；如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘显电中性，转动不会产生磁场，选项D错误。3(2015重庆高考)如图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

4、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ab()A恒为B从0均匀变化到C恒为D从0均匀变化到解析：选C根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势Enn，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为abn，选项C正确。4.如图所示，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

5、感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周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()A.B. C. D.解析：选C当导线框匀速转动时，设半径为r，导线框电阻为R，在很小的t时间内，转过圆心角t，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电动势E1；当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，同理可得感应电动势E2，要使I1I2，必须使E1E2，可得，C对。5.(多选)(2017长春外国语学校检测)如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行金属导轨上向右滑行，设整个电路总电阻保持不变，匀强磁场与导轨所在平面垂直，下列叙述正确的是()Aab杆中的电流与速率成正比B电路产生的电热功

6、率与速率成正比C磁场作用于ab杆的安培力与速率的平方成正比D外力对ab杆做功的功率与速率的平方成正比解析：选ADab杆做切割磁感线运动，产生的感应电动势EBLv，电流I，可知电流与速率成正比，A正确；根据PI2R，知电阻R产生的热功率(即电路产生的电热功率)与速率平方成正比，B错误；安培力F安BIL，知安培力与速率成正比，C错误；速率恒定，则外力FF安，故P外Fv，可知外力对ab杆做功的功率与速率的平方成正比，D正确。6.(2017鞍山第一中学模拟)如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指剪开拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A连接的长度为

7、2a、电阻为的导体棒AB，由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时导体棒AB两端的电压大小为()A. B. C. DBav解析：选A当摆到竖直位置时，导体棒AB产生的感应电动势为：EB2a2BaBav，圆环被导体棒分为两个半圆环，两半圆环并联，并联电阻R并，电路电流：I，AB两端的电压相当于路端电压，AB两端的电压大小为：UIR外Bav，故A正确。7(多选)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()A00.10 s内磁通量的变化量为0.15 WbB电压表读数为0.5 VC电

8、压表“”接线柱接A端DB端比A端的电势高解析：选BC磁通量向里增加，根据楞次定律可得感应电流方向为逆时针方向，即电流从A流向B，所以电压表“”接线柱接A端，A端的电势比B端的高，根据法拉第电磁感应定律E0.5 V，即电压表示数为0.5 V，综上所述，B、C正确。8.(2017商丘模拟)在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大且电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡变亮和熄灭的下列说法正确的是()A闭合开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些B闭合开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮C断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭D断开开关，b逐渐熄

9、灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭解析：选A电感线圈在电路中电流变化时，会阻碍其变化，电流增大时，阻碍其增大，电流减小时，阻碍其减小，稳定时相当于一导体。当闭合开关时，b先亮，a后亮，稳定时a所在支路电流小，所以b比a更亮一些，A正确，B错误；断开开关时，原流过a的电流经b形成回路，且比b的原电流小，即a、b均逐渐熄灭，不会有先变得更亮的情况，C、D错误。B级拔高练9.(多选)如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的灯泡，闭合电键调节电阻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，然后断开电键S。重新闭合电键S，则()A闭合S瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变

10、亮B闭合S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解析：选BC根据题设条件可知，闭合电键S调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R的阻值与线圈L的电阻一样大，断开电键S再重新闭合电键S的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A错误，B正确；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，C正确，D错误。10.(2015全国卷)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边以角速度逆时针转动时，a、b

11、、c三点的电势分别为Ua 、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba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UaUc，UbUc，选项A错误；由转动切割产生感应电动势的公式得Ubc Bl2，选项C正确。11.(2015安徽高考)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

12、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B电路中感应电流的大小为C金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为解析：选B金属杆切割磁感线的有效长度为l，电路中感应电动势的大小为EBlv，选项A错误；电路中感应电流的大小为I，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为FBIlB，选项C错误；金属杆的热功率为PI2R，选项D错误。12(2015江苏高考)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算

13、该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的截面积A0.80 cm2，电阻率1.5 m。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织的电阻R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；(3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。解析：(1)由电阻定律得R，代入数据得R6103 。(2)感应电动势E，代入数据得E4102 V。(3)由焦耳定律得Qt，代入数据得Q8108 J。答案：(1)6103 (2)4102 V(3)8108 J13(1

14、)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B10.5 T。一根直金属杆MN以v2 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r11 ，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n100的圆形线圈，面积S10.4 m2，电阻r21 。在线圈中存在面积S20.3 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)有一个R2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的导轨和图乙中的圆形线圈相连接，b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较