高考物理考前排查练 热点15电磁感应两大定律的应用

热点15电磁感应两大定律的应用1．(2021·山东菏泽市高三期末)如图1甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则()图1A．从左向右看感应电流先逆时针后顺时针B．感应电流的大小先减小后增加C．铝环受到的安培力先向左后向右D．铝环始终有收缩趋势答案C2．(2020·吉林省高三一模)两根互相垂直的绝缘通电长直导线放在水平面上，两个相同的闭合圆形线圈a、b放在同一水平面上，两线圈的圆心到两导线的距离都相等．设两直导线中的电流相等，方向如图2所示．若两直导线中的电流以相同的变化率均匀减小，下列说法正确的是()图2A．a中无感应电流，b中有顺时针方向的感应电流B．a中无感应电流，b中有逆时针方向的感应电流C．a中有顺时针方向的感应电流，b中无感应电流D．a中有逆时针方向的感应电流，b中无感应电流答案B解析由安培定则可知通电直导线产生的磁场方向，并根据叠加原理可知a所在区域的两个磁场方向相反，穿过a线圈的磁通量为0且保持不变，所以a中无感应电流；b所在区域两个磁场方向相同，合磁场不为零，当电流减小时，b中磁通量减小，根据楞次定律可知b中有逆时针方向的感应电流，故选B.3．(多选)(2021·山东潍坊市高三下3月一模)如图3甲所示，闭合金属环固定在水平桌面上，MN为其直径．MN右侧分布着垂直桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示．已知金属环电阻为1.0Ω，直径MN长20cm，则t＝3s时()图3A．N点电势高于M点电势B．M、N两点间电压为5π×10－4VC．环所受安培力大小为5π×10－5ND．环所受安培力大小为5π2×10－5N答案AC解析由题图乙可知，磁感应强度随时间不断增大，磁场方向竖直向上，由楞次定律可知，金属环感应电流方向为顺时针(从上往下看)，由于在磁场中闭合金属环右侧充当电源，电源内部电流从低电势流向高电势，则N点电势高于M点电势，A正确；根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝5π×10－4V，M、N两点间电压为路端电压，则UMN＝eq\f(E,2)＝2.5π×10－4V，B错误；金属环中的电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(5π×10－4,1.0)A＝5π×10－4A，t＝3s时，磁4．(2021·山东济宁市高三期末)如图4甲所示，a、b为两个闭合圆形线圈，用材料相同、粗细相同的均匀导线制成，半径ra＝2rb，两个线圈均处于垂直纸面均匀分布的磁场中，且磁感应强度B随时间t按余弦规律变化，如图乙所示．规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，假设两线圈的距离足够远，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法中正确的是()图4A．t1、t2时刻两环均无扩张或收缩趋势B．t1时刻两环中的感应电流的大小之比为eq\f(Ia,Ib)＝4C．0～t2时间内两环中的感应电流大小均先减小后增大D．0～t2时间内两环中的感应电流方向均先沿逆时针后沿顺时针答案A解析t1时刻B＝0，则两环受的安培力为零；t2时刻两环中磁感应强度的变化率为零，感应电流为零，则两环受到的安培力为零，则t1、t2时刻两环均无扩张或收缩趋势，选项A正确；t1时刻，因eq\f(ΔB,Δt)相同，则I＝eq\f(E,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)·πr2,ρ\f(2πr,S0))＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(rS0,2ρ)∝r，故两环中的感应电流的大小之比为eq\f(Ia,Ib)＝eq\f(ra,rb)＝2，选项B错误；0～t2时间内，因eq\f(ΔB,Δt)先增大后减小，则根据I＝eq\f(E,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)·πr2,ρ\f(2πr,S0))＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(rS0,2ρ)，两环中的感应电流大小均先增大后减小，选项C错误；0～t2时间内两环的磁通量先向外减小后向里增加，根据楞次定律可得，两环中的感应电流方向一直沿逆时针方向，选项D错误．5．(2021·云南省高三三模)如图5甲所示，在垂直纸面的匀强磁场中固定放置一个与磁场方向垂直的正方形线框，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，顺时针方向为电流的正方向．磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，下列选项图中能定性反映线框中的感应电流i随时间t变化的图象是()图5答案B解析在0～t0时间内，感应电流为顺时针方向，即正方向，电流大小I＝eq\f(E,R)＝eq\f(2B0S,Rt0)在t0～2t0时间内，感应电流为顺时针方向，即正方向，电流大小I′＝eq\f(E′,R)＝eq\f(B0S,Rt0).6．(2021·河南省高三二模)如图6所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向．正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，金属框的总电阻R＝0.1Ω，边长L＝0.2m，则下列说法错误的是()图6A．在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中的感应电动势为0.08VB．在t＝0.05s时，金属框ab边受到的安培力的大小为0.016NC．在t＝0.05s时，金属框ab边受到的安培力的方向垂直于ab向右D．在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率为0.064W答案C解析根据法拉第电磁感应定律，E＝eq\f(NΔΦ,Δt)，金属框的面积不变，磁场的磁感应强度变化，故ΔΦ＝ΔB·L2，eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(0.2T,0.1s)＝2T/s，解得E＝0.08V，故A正确；感应电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.08,0.1)A＝0.8A，在t＝0.05s时，ab边受到的安培力为F＝BIL＝0.1×0.8×0.2N＝0.016N，故B正确；根据楞次定律，金属框产生顺时针方向的感应电流，由左手定则可知，ab边受到的安培力方向水平向左，故C错误；金属框中电流电功率为P＝EI＝0.08×0.8W＝0.064W，故D正确．7.(2021·贵州盘州市一模)如图7所示，导体棒MN和固定导轨Oa、Ob分别由三种不同材料、粗细均匀的导体制成，匀强磁场垂直于Oa、Ob所在的水平面，MN搭放在Oa、Ob上且与Ob垂直．在外力作用下，MN沿Ob方向匀速运动，运动过程中保持与导轨接触良好．从MN运动到图示位置开始计时，则MN受到的安培力大小F随时间变化的图象可能正确的是()图7答案A解析设棒MN在两导轨间的长度为x，则两导轨接入闭合回路的长度均正比于x，每段的电阻均正比于x，故回路的总电阻正比于x，即R＝kx.回路中的感应电动势E＝Bxv，电流i＝eq\f(E,R)，安培力F＝Bix，整理得F＝eq\f(B2vx,k)，而x＝x0＋vt，所以F＝eq\f(B2vx0,k)＋eq\f(B2v2,k)t，选项A正确，B、C、D错误．8.(多选)(2021·广西北海市高三一模)如图8所示，边长为L＝1m的正方形金属线框abcd平放在光滑的水平桌面上，线框单位长度的电阻为r＝1Ω/m，ad边的中点与一自然伸直的细线相连，细线的左端固定，细线能承受的最大拉力为FT＝9N．有一竖直向下的匀强磁场穿过正方形的一半面积(图示为俯视图)，匀强磁场的磁感应强度随时间按照B＝kt(k为常量)均匀增大，在t＝2s时刻细线被拉断，则()图8A．0～2s内线框中的感应电流始终为逆时针方向且均匀增大B．k值大小为6T/sC．0～2s内金属框中产生的焦耳热为4.5JD．0～2s内通过金属线框的电荷量为1C答案BC解析根据楞次定律可知，线框内的感应电流方向为逆时针方向，由于穿过线框的磁通量均匀增大，线框中产生的感应电动势恒定，根据闭合