2021高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课时作业

1、2021高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课时作业2021高考物理一轮复习 第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课时作业年级：姓名：- 10 -第2讲法拉第电磁感应定律自感现象时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中 16题为单选，710题为多选)1(2016浙江高考)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()a两线圈内产生顺时针方向的感应电流ba、b线圈中

2、感应电动势之比为91ca、b线圈中感应电流之比为34da、b线圈中电功率之比为31答案b解析磁场均匀增大，穿过两线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知两线圈内会产生逆时针方向的感应电流，a错误；由法拉第电磁感应定律ennl2，得，b正确；由电阻定律r，得，由闭合电路欧姆定律可得i，即，c错误；由p得，d错误。2(2019河南名校高三上学期四联)如图甲所示，abcd是边长为l1 m的正方形金属线框，电阻为r2 ，虚线为正方形的对称轴，虚线上方线框内有按图乙变化的匀强磁场，虚线下方线框内有按图丙变化的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里为正，则线框中的感应电流大小为()a a b a c a d a答案c

3、解析由图乙得： t/s0.5 t/s，由法拉第电磁感应定律得：e10.25 v，由楞次定律得，线框的感应电流方向为逆时针方向；由图丙得： t/s1 t/s，由法拉第电磁感应定律得：e20.5 v，由楞次定律得，线框的感应电流方向为逆时针方向。线框中的感应电流大小为i a，故c正确，a、b、d错误。3如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小b随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是()at1 s时，ab边受到的安培力方向向左bt2 s时，ab边受到的安培力为0ct2 s时，ab边受到的安培力最大dt4 s时，ab边受到的安培力最大

4、答案b解析由题图知，02 s内磁感应强度大小逐渐增大，根据楞次定律知线圈中产生感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则判断知ab边受到的安培力方向向右，a错误；t2 s时，0，感应电流i0，安培力f0，b正确，c错误；t4 s时，b0，安培力f0，d错误。4如图所示，电路中有三个相同的灯泡l1、l2、l3，电感线圈l的电阻可忽略，d为理想二极管。下列说法正确的是()a闭合开关s的瞬间，l3立即变亮，l1、l2逐渐变亮b闭合开关s的瞬间，l2、l3立即变亮，l1逐渐变亮c断开开关s的瞬间，l2立即熄灭，l1先变亮一下然后才熄灭d断开开关s的瞬间，l2立即熄灭，l3先变亮一下然后才熄灭答案b解析开

5、关s闭合的瞬间，由于自感线圈l产生自感电动势的作用，l1逐渐变亮，而l2、l3立即变亮，故a错误，b正确。断开开关s的瞬间，线圈l和l1、l3构成回路，因原来l1、l3两支路电流相等，所以l1、l3逐渐熄灭，l2立即熄灭，故c、d错误。5如图甲所示，导体棒mn置于水平导轨上，p、q之间有阻值为r的电阻，pqnm所围的面积为s，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在02t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒mn始终处于静止状态。下列说法正确的是()a在0t0和t02t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同b在t02t0内，通过电阻r的电流

6、方向为p到qc在0t0内，通过电阻r的电流大小为d在02t0内，通过电阻r的电荷量为答案d解析由楞次定律和右手定则，结合题图可知0t0时间内，通过电阻r的电流方向为pq，t02t0时间内，电流方向为qp，b项错误；由左手定则可知，两段时间内安培力方向相反，故导体棒所受静摩擦力方向相反，a项错误；由法拉第电磁感应定律可知，0t0时间内，e1，所以通过r的电流i1，c项错误；在02t0时间内，pqnm范围内磁通量变化量为b0s，则通过电阻r的电荷量q2t02t02t0，d项正确。6(2019四川德阳高三二诊)如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线。一质量为0.02 kg的金属片在该平面内

7、以大小为v02 m/s、方向与电流方向成60角的初速度滑出。则()a圆形金属片最终将静止在水平面上的某处b圆形金属片最终沿垂直导线方向做匀速直线运动c圆形金属片所受安培力方向始终和运动方向相反d圆形金属片中产生的电能最多为0.03 j答案d解析直导线周围有环形磁场，且离导线越远磁场越弱，圆形金属片向右运动，磁通量减小，会产生涡流，根据“来拒去留”(电磁阻尼)可知，所受的安培力将阻碍金属圆片远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，安培力使圆形金属片在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零时，只剩沿导线方向的速度，之后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故接着

8、做匀速直线运动，故a、b、c错误；由题意知：沿导线方向的分速度v1v0cos601 m/s，根据能量守恒定律，得：qmvmv0.03 j，故金属片中最多产生0.03 j的电能，d正确。7如图所示，两根平行光滑金属导轨mn和pq放置在水平面内，间距为l，电阻不计。磁感应强度为b的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻阻值为r。在导轨上有一均匀金属棒ab，其长度为2l、阻值为2r，金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、d。在ab棒上施加水平拉力使其以速度v向右匀速运动，设金属导轨足够长。下列说法正确的是()a金属棒c、d两点间的电势差为blvb金属棒a、b两点间的电势差为blvc通过电阻

9、的电流大小为d水平拉力的功率为答案bd解析导体棒以速度v向右匀速运动，电动势ecdblv，eab2blv，cd与导轨间电阻r组成闭合回路，ucdrblv，故a错误。uabeacucdedb，其中eacedbblv，所以uabblv，故b正确。通过电阻的电流i，故c错误。水平拉力的功率pfv，其中ffa，fabil，联立得p，故d正确。8如图所示，水平面内固定两根足够长的金属导轨mn、mn，其电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。现将两根粗细均匀的相同铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置开始以相同的速度沿mn方向做匀速直线运动，运动过程中两棒始终与两导轨接触良好，且始终与导轨mn垂

10、直，不计一切摩擦，则下列说法正确的是()a回路中有顺时针方向的感应电流b回路中总的感应电动势不变c回路中的感应电流不变d回路中的热功率不断减小答案bd解析两棒沿mn方向做匀速直线运动，穿过回路的磁通量不断增大，根据楞次定律知，回路中有逆时针方向的感应电流，a错误；设开始时两棒间的距离为l，两导轨间的夹角为，则回路中总的感应电动势ebltanv，恒定，b正确；回路中总的感应电流i，由于运动过程中两棒在两导轨间的总电阻r不断增大，故i不断减小，c错误；根据p知，回路中的热功率不断减小，d正确。9在磁感应强度为b的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为l的金属杆ao，已知abbcco，a、c与磁场中

11、以o为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好。一电容为c的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以o为轴、以角速度顺时针匀速转动时()auac2uabbuao9ucoc电容器所带电荷量qbl2cd若在eo间连接一个电压表，则电压表示数为零答案bc解析根据转动切割磁感线产生感应电动势的公式ebl2 得ao、bo、co间的电势差分别为uaobl2，ubob（l）2bl2，ucob（l）2bl2，则uacuaoucobl2，uabuaoubobl2，可见，uac1.6uab，uao9uco，故b正确，a错误。电容器板间电压等于ac间的电势差，则电容器所带电荷量为qcuac

12、bl2c，故c正确。若在eo间连接一个电压表，电压表与co、轨道组成的闭合回路磁通量增加，会有电流通过电压表，则电压表将有示数，故d错误。10(2019广西钦州三模)如图，两条间距为l的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为r的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在mn左侧面积为s的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小b随时间t的变化关系为bkt，式中k为常量，且k0；在mn右侧区域存在一磁感应强度大小为b0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t0时刻，金属棒从mn处开始，在水平拉力f作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则()a在t时刻穿过

13、回路的总磁通量为b0lv0tb通过电阻r的电流为恒定电流c在时间t内流过电阻的电荷量为td金属棒所受的水平拉力f随时间均匀增大答案bc解析根据题意可知，mn左边的磁场方向与右边的磁场方向相同，那么总磁通量即为两种情况磁通量之和，则在时刻t穿过回路的总磁通量为12ktsb0v0tlktsb0lv0t，故a错误；根据法拉第电磁感应定律得e，结合闭合电路欧姆定律得i，故通过电阻r的电流为恒定电流，故b正确；t时间内通过电阻的电量为qitt，故c正确；金属棒所受的安培力大小fab0il；根据平衡条件得，水平恒力大小等于安培力大小，即为f，故外力f是一个恒量，故d错误。二、非选择题(本题共1小题，共20

14、分)11(2017北京高考)发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道mn、pq固定在水平面内，相距为l，电阻不计。电阻为r的金属导体棒ab垂直于mn、pq放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v(v平行于mn)向右做匀速运动。图1轨道端点mp间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点mp间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为i。(1)求在t时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。(2)

15、从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。b我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。答案(1)bilvt(2)见解析解析(1)题图1中，电路中的电流i1棒ab受到的安培力f1bi1l在t时间内，“发电机”产生的电能等于棒ab克服安培力做的功e电f1vt题图2中，棒ab受到的安培力f2bil在t时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功e机f2vtbilvt(2)a.如图3、图4所示。b设自由电荷的电荷量