高考物理电磁感应精讲精练法拉第电磁感应定律典型习题

1、法拉第电磁感应定律基础巩固题组1.（多选）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（）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So成正比解析：选BD.由题给条件可知感应电动势为E= nr2B,电阻为R=。廿r,电流I tSo=号联立以上各式得I=；SJ，则可知B D项正确，A、C项错误.R2 P t2.（多选）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上

2、的匀强磁场B中.圆盘旋转时，关于流过电阻 R的电流，下列说法正确的是 （）A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺日针转动，则电流沿 a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在 R上的热功率也变为原来的 2倍解析：选AB.由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿 a到b的方1 2向流动，选项B正确；由感应电动势 E= 2B123知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项 A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若3变为原来的

3、2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的 2倍，由P= I ,知，电流在R上的热功率变为原来的 4倍，选项D错误.3.（多选）一导线弯成如图所示的闭合线圈，以速度 v向左匀速进入磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外.线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是 （）9A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到的安培力先增大，后减小C.感应电动势的最大值E= BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为B r2+ 兀 r2R解析：选AB.在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直沿顺时针方向，A正确；线圈切割

4、磁感线的有效长度先变长后变短，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B正确；线圈切割磁感线的有效长度最大值为2r,感应电动势最大值 E= 2Brv, C错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为QA B、/2R，D错误. R R4.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.若第次将线框从磁场中以恒定速度Vi向右匀速拉出，第2次以线速度V2让线框绕轴MN9速转过90 ,为使两次操作过程中,框产生的平均感应电动势相等，则 （）乂X 乂yax X _xX X X XX X X X XA. Vi ： V2 = 2 :冗B. V

5、i ： V2=兀：2C. Vi ： V2=1 ： 2D. Vi ： V2=2 ： 1解析：选A.第i次将线框从磁场中以恒定速度Vi向右匀速拉出，线框中的感应电动势,、. % r恒定，有Ei=E=BLV.第2次以线速度V2让线框绕轴 MN9速车t过90。，所需时间t=T2V2= 廿，线框中的磁通量变化量 A（D = B-LL=组匕产生的平均电动势 后2=3e=型4V22 2t 兀由题意知 E i = E 2,可得Vi ： V2= 2 ：兀，A正确.5.如图所示的电路，电源电动势为E,线圈L的电阻不计，以下判断正确的是 （）JSiA.闭合S,稳定后，电容器两端电压为EB.闭合S,稳定后，电容器的

6、a极板带正电C.断开S的瞬间，电容器的 a极板将带正电D.断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电解析：选C.由题意及自感现象规律可知，当开关S闭合且电路稳定后， 电容器与线圈L并联，由于线圈的直流电阻不计，所以电容器两端电压为零，故A、B项错误；断开S的瞬间，由自感规律可知，线圈中要产生感应电动势，感应电动势引起的感应电流的方向与原电流的方向一致，因而电容器的a极板将带正电，故 C项正确.综合应用题组6.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如右图所示， 抛物线的方程是y=x2,下半部 处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示），一个小金属块从抛物线上 y=b（b a

7、）处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 （）A. mgbC. mgb a)B.1mV212D. mgjb- a) +2mv解析：选D.金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高12度不断降低，最后刚好飞不出磁场，就往复运动永不停止，由能量守恒可得Q= A E= -m2+ mg（ b - a）.7 .如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一个边长为L、粗细均匀的正方形导线框 abcd,其所在平面与磁场方向垂直，导 线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上，导线框各边的电阻大小均为R在导

8、线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，到整个导线框离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（）A.导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流8 .导线框中有感应电流的时间为一2LvC.导线框的bd对角线有一半进入磁场时，整个导线框所受安培力大小为B2L2V4RD.导线框的bd对角线有一半进入磁场时，导线框a、c两点间的电压为 苴矍解析：选D.根据楞次定律知，感应电流的效果总是阻碍磁通量的变化，故由楞次定律判断出，导线框进入磁场区域时产生的感应电流的方向为逆时针方向，故选项A错误；导线框完全进入磁场后感应电流消失， 导线框从开始进入磁场到完全进入经历的时间为 斗，穿 出的时间也为 呼

9、，导线框中有感应电流的时间为 t=WLX2,故选项 B错误；导线框的 bd对角线有一半进入磁场时，导体的有效切割长度为 华,感应电动势为 夸”，由安培力BVv公式可算出安培力为 w，故选项C错误；导线框的bd对角线有一半进入磁场时，导线框8Ra、c两点间的电压为电动势的一半，即,故选项d正确.9 .如图所示的电路中，A、B C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈, 其直流电阻与灯泡电阻相同.下列说法正确的是（）L八八八A1 A.闭合开关S, A灯逐渐变亮310 电路接通稳定后，流过 B灯的电流是流过 C灯电流的3C.电路接通稳定后，断开开关 S, C灯立即熄灭D.电路接通稳定后，断

10、开开关 S, A、B C灯过一会儿才熄灭，且 A灯亮度比B C灯 亮度高解析：选D.画出等效电路如图所示，闭合开关S,所有的灯都立即变亮， A错误；电路 R 3R稳定后，线圈和灯泡 A的并联电阻为 2 与B灯的串联电阻为32，C灯的电阻为 R根据并联,，2八一电路分流与电阻成反比，故流过B灯的电流是流过 C灯电流的小B错误；断开开关S,线圈3产生的感应电动势对三个灯泡供电，因此三个灯泡都过一会才熄灭，供电电路是B C灯串联与A灯并联，因此 A灯的亮度比 B C灯的亮度高，C错误，D正确.11 如图所示，PQQ2是由两个正方形导线方格PQQi、P1QQP2构成的网络电路.方格每边长度l =10

11、cm.在x0的半空间分布有随时间 t均匀增加的匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy平面并指向纸内.今令网络电路PQQ以恒定的速度v= 5 cm/s沿x轴正方向运动并进入磁场区域，在运动过程中方格的边PQ台终与y轴平行.若取PQ与y轴重合的时刻为t =0,在以后任一时刻 t磁场的磁感应强度为 B= B+bt,式中t的单位为s, B0、b为已知恒量.当t =2.5 s时刻，方格 PQGP中的感应电动势是 曰，方格RQQP2中的感应电动势是E. E、E的表达式正确的是（）A. E1=Blv3B.E= bl2bl2c E2=TD.E= (R+bt)lv解析：选B.经过2.5 s，线框向右运动了 根据法拉第

12、电磁感应定律得E1 = bl： B正确,12.5 cm ,此时右边的线框只有感生电动势,A错误；此时左边的线框只有右边在磁场中,离磁场边界 0.25 l ,线框中既有动生电动势又有感生电动势，故电动势的大小E=（B +2.5 b） lv +0.25 bl2, C、D 错误.10.小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1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L=0.1 m竖直边长H 0.3 m,匝数为n1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度 B= 1.0 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

13、天平平衡，测出电流即 可测得物体的质量.（重力加速度取g = 10 m/s 2）dni至少为多少?（2）进一步探究电磁感应现象，另选n2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R= 10 Q.不接外电流，两臂平衡.如图2所示，保持 R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d = 0.1 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ABaT.解析：（1）线圈受到安培力 F=niBIL天平平衡 mg= niBoIL代入数据得ni = 25匝-r_ A 由电磁感应定律得E= n2Tt- AB .即 E= n2Ld A t

14、由欧姆定律得I线圈受到安培力F = nzBI L天平平衡m2 、g= nzB2AB dL2At R代入数据可得AB =0.1 T/sAt答案：（1）25匝（2）0.1 T/s11.（1）如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距l= 0.3 m在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度Bi = 0.5 T. 一根直金属杆 MN以v = 2 m/s的速度向右匀速运动,杆mN台终与导轨垂直且接触良好.杆MN勺电阻1 = 1 Q,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n= 100的圆形线圈，面积 S = 0.4 m 2,电阻2=1 Q.在线E2.圈中存在面积 S2= 0.3 mf垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度艮随时间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（3）有一个R= 2 Q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端的电势较高？求这种情况中 a端的电