高三物理一轮复习第9章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流知能提升演练

1、法拉第电磁感应定律 自感 涡流 随堂反馈1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律En知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错误；感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误答案：C2.如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的

2、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：设圆的半径为r，当其绕过圆心O的轴匀速转动时，圆弧部分不切割磁感线，不产生感应电动势，而在转过半周的过程中仅有一半直径在磁场中，产生的感应电动势EB0rB0r·B0r2；当线框不动时，E·.由闭合电路欧姆定律得I，要使II，必须使EE，即，C正

3、确答案：C3.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大解析：由自感规律可知，在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时熄灭的原因是：线圈中产生了与原电流同向的自感电流，且大于稳定时通过灯泡的原电流断开开关S，线圈与灯泡构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错误开关S闭合，

4、电路稳定，灯泡正常发光时，如果电感线圈L的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈L中的电流IL比灯泡A中的电流IA小；开关S断开，由于自感现象，L和A构成回路，使L和A中的电流从IL开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，B错误，C正确自感系数越大，延时越明显，与是否闪亮无关，D错误答案：C4.(多选)(2015·高考山东卷)如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场

5、穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析：将圆盘看成很多根由圆心沿半径指向外的金属杆根据右手定则可知，磁场中的导体部分电流由b指向a，即a端电势高，A正确由于磁场部分导体切割磁感线，会在圆盘中形成涡流，根据楞次定律可知，磁场部分受到与转动方向相反的力使圆盘停止转动，而且磁场越强圆盘停止越快，B正确若所加磁场方向相反，则电流会反向，安培力仍阻碍圆盘转动，不会加速，C错误若磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，也就不存在安培力，因此，圆盘将匀速转动，D正确答案：ABD5.如图所示，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

6、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()A感应电动势保持不变B感应电流逐渐增大C感应电流将保持不变D感应电流逐渐减小解析：拉动MN使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，t时刻，导体棒切割磁感线的有效长度lvttan ，产生的感应电动势EBlvBv2ttan ，感应电动势逐渐增大，选项A错误；粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，单位长度电阻相同，设为R，回路总电阻R总R(vttan vt)Rvt，产生的感应电流I是一恒量，选项C正确，B、D错误答案：C课时作业授课提示：对应学生用书第4页一、单项选择题1(2016·南通模拟)电磁炉是利用电磁感应现象

7、产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法中正确的是()A锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗解析：涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确，B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成，利用涡流加热食物，故选项C、D错误答案：A2关于感应电动势，下列说法中正确的是()A线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势一定越大B线圈放在磁感应强度越大的地方，产生的感应电动势一定越大C线圈中产生的感应

8、电动势为2 V，则穿过线圈的磁通量的变化率一定为2 Wb/sD线圈中产生的感应电动势为2 V，则线圈电源的“”极比“”极电势低2 V解析：由En可知，感应电动势E与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁感应强度B大小无关，故选项A、B均错误；由于不知道线圈的匝数n，虽知道E的大小为2 V，但无法确定的大小，故选项C错误；感应电动势的方向为电源内部感应电流的方向，电源内部感应电流从“”极流向“”极，故选项D正确答案：D3一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均

9、匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A. B1C2 D4解析：根据法拉第电磁感应定律E，设初始时刻磁感应强度为B0，线圈面积为S0，则第一种情况下的感应电动势为E1B0S0，则第二种情况下的感应电动势为E2B0S0，所以两种情况下线圈中的感应电动势相等，比值为1，B正确答案：B4.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为()eAca,21Bac,21Cac,12

10、Dca,12解析：杆MN向右匀速滑动，由右手定则判知，通过R的电流方向为ac；又因为EBLv，所以E1E212，故选项C正确答案：C5(2016·常州检测)如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器当S闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是()AS刚闭合后，A亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮BS刚闭合后，B亮一下又逐渐亮暗，A逐渐变亮CS闭合足够长时间后，A和B一样亮DS闭合足够长时间后，A、B都熄灭解析：S刚闭合后，A、B都变亮，之后A逐渐熄灭，B逐渐变亮，选项A正确，B错误S闭合足够长时间后，A熄灭，B一直都是亮的，选项

11、C、D错误答案：A6.(2016·武汉模拟)如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°.为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势相等，则()Av1v22Bv1v22Cv1v212 Dv1v221解析：第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，线框中的感应电动势恒定，有1E1BLv1.第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°，所需时间t，线框中的磁通量变化量B·L·

12、;BL2，产生的平均电动势2.由题意知12，可得v1v22，A正确答案：A7(2015·高考安徽卷)如图所示，abcd为水平放置的平行形“”滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，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：金属杆MN切割磁感线的有效长度为l，产生的感应电动势EBlv，A错误；金属杆MN的有效电阻R，故回路中的感应电流I，B正确；金

13、属杆受到的安培力F·，C错误；金属杆的热功率PI2R·，D错误答案：B8.(2016·安庆一中高三月考)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是()解析：S闭合时，由于自感L有感抗，经过一段时间电流稳定时L电阻不计，可见电路的外电压是从大变小的，所以A、C错误t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中电流从B向A，所以t1时刻UAB反向，B正确答案：B二、多项选择题9.(2014·

14、;高考江苏卷)如图所示，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()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取走线圈中的铁芯解析：当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项A正确；提高交变电流的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项B正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项C错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项

15、D错误答案：AB10.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值Bav解析：根据楞次定律可判断闭合回路中产生的感应电流方向始终不变，选项A正确；CD段电流方向是由D指向C，CD段受到安培力作用，且方向竖直向下，选项B错误；当半圆的圆心刚进入磁场时，产生的感应电动势最大，EmBav，选项C正确；由法拉第电磁感应定律得，选项D正确答案

16、：ACD三、非选择题11.(2015·高考浙江卷)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长L0.1 m，竖直边长H0.3 m，匝数为N1，线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量(重力加速度g取10 m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状相同的线圈，总电阻R10 ，不接外电流，两臂

17、平衡如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.解析：(1)线圈受到的安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入数据得N125(2)由电磁感应定律得EN2即EN2Ld由欧姆定律得I线圈受到的安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0·代入数据可得0.1 T/s答案：(1)25(2)0.1 T/s12(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L0.3 m，在导轨间有垂直于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.甲(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