高考物理二轮复习综合训练-法拉第电磁感应定律（word版含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页法拉第电磁感应定律一、选择题（共15题）1．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，。下列说法正确的是（）A．t=1s时，导体环中电流为零B．第2s内，导体环中电流为负方向C．第3s内，导体环中电流的大小为0.1AD．第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C2．一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（）A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B．E1<E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C．E1<E2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向3．如图所示，匀强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且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不变，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．4．如图所示，a、b是同一导线制成的粗细均匀的闭合导线环，两导线环的半径之比为4:5，其中仅在a环所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。当该磁场均匀变化时，a、b两环内的感应电流之比为（）A．1：1 B．4：5 C．5：4 D．16：255．磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图（a）所示，它的驱动系统简化为如图（b）所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L。匝数为N。总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B、方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度v匀速向右移动时，可驱动停在轨道上的列车，则（）A．图示时刻线框中感应电流沿逆时针方向B．列车运动的方向与磁场移动的方向相同C．列车速度为v'时线框中的感应电动势大小为D．列车速度为v'时线框受到的安培力大小为6．如图所示，固定在水平面上且半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，有一阻值为R的金属棒，其一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO'上，金属棒随轴以角速度匀速转动，阻值也为R的电阻和电容为C、板间距为d的水平平行板电容器井联接在圆环的A点和电刷间，有一带电微粒在电容器极板间恰好处于静止状态，已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法中正确的是（）A．金属棒产生的电动势为B．微粒的电荷量与质量之比为C．电容器所带的电荷量D．电阻R消耗的电功率为7．在理解法拉第电磁感应定律E＝n及其改写式E＝nS、E＝nB的基础上，下列叙述错误的是A．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比B．对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB成正比C．对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率成正比D．三个计算式算出的感应电动势都是Δt时间内的平均值8．在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则（）A．线框中的感应电动势为B．线框中感应电流为2C．线框cd边的发热功率为D．c、d两端电势差9．如图所示，匝数、截面积、电阻忽略的线圈内有垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为，其变化率。线圈通过导线与两根相互平行的金属导轨MN、PQ相连，导轨间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面夹角。金属棒ab垂直于导轨放置，且始终与导轨良好接触。已知金属棒的质量、电阻。当导轨平面内无磁场时，金属棒ab恰好静止在导轨上。时刻，加入垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度从0开始缓慢增大（不考虑该变化产生的感应电动势）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法中正确的是（）A．金属棒与轨道间的动摩擦因数为0.75 B．线圈产生的感应电动势为C．金属棒ab内感应电流随时间增大 D．当金属棒ab开始运动时，10．某测量通电螺线管内部磁感应强度的装置如图所示，把一个很小的测量线圈C放在待测处（测量线圈平面与螺线管轴线垂直），将线圈C与电流计G串联构成一串联电路，两个电源E完全相同，将开关K由位置A拨到位置B时，测得通过测量线圈C的电荷量为q。已知测量线圈C的匝数为N、截面积为S，测量线圈C和电流表G组成的串联回路的总电阻为R。下列描述正确的是（）A．通电螺线管内部的磁场方向由向右变为向左B．在此过程中，G表中的电流方向为b-G-a方向C．在此过程中，穿过测量线圈C的磁通量的变化量为D．待测处的磁感应强度的大小为11．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。半径为L的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，磁感应强度为B，方向如图所示，下列说法正确的是（）A．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘要低B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C．若圆盘转动的角速度为，铜盘转动产生的感应电动势大小为D．若圆盘转动的方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化12．如图所示，半径为r，匝数为n的金属线圈下半部分置于匀强磁场中，总电阻为R，线圈固定不动，磁场以圆的直径AC为界。当时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系图像如图乙所示，则（）A．线圈中的感应电流方向始终为顺时针方向B．时刻，线圈受到的安培力大小为C．通过导线某横截面的电荷量为D．回路中感应电动势恒为13．如图所示，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直。是一个金属棒，它沿着顺时针方向以的角速度绕圆心匀速转动，且端始终与圆环相接触，棒的电阻，图中定值电阻，，电容器的电容，圆环和连接导线的电阻忽略不计，则（）A．电容器上极板带正电B．稳定后电容器所带电荷量为4.9×10-7CC．电路中消耗的电功率为5WD．稳定后的金属棒转动一周时在棒上产生的焦耳热为14．如图所示，有界匀强磁场的宽度为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。正方形是粗细均匀的导体框，总电阻为，边长为L，该导体框处于纸面内。导体框在外力作用下沿对角线（垂直于磁场边界）由Ⅰ位置匀速运动到Ⅲ位置，速度大小为v，则导体框（

）A．由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中，感应电流的方向不变B．由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中，感应电流的方向先逆时针后顺时针C．由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中，最大感应电流为D．由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中，最大感应电流为15．将一面积为，匝数匝的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间变化规律如图所示，线圈总电阻为，则（）A．第末，线圈的感应电动势为零 B．在内线圈内的感应电动势为C．在内线圈内的感应电流为 D．在内与内线圈内的感应电流方向相反二、非选择题16．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计所有电阻和摩擦。（1）电容器的上极板带电___________（填“正”或“负”）（2）微粒的电荷量与质量之比为___________。17．法拉第电磁感应定律表明：感应电动势大小取决于磁通量的变化率。如图甲所示，轴沿水平方向，有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于轴的原点。现有一圆柱形线圈C从原点左侧较远处开始沿轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与轴重合，且其圆面始终与轴垂直，在线圈两端接一阻值的定值电阻。现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图像，如图乙所示，另一个测得两端的电压随时间变化的图像，如图丙所示。已知在乙图像的图线上的点的切线斜率最大，丙图中时刻到之间的图线是直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是______，至期间流过电阻的电量是______C。18．一个200匝，面积0.2m2的均匀圆线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈垂直。若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，则在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量=___________Wb，磁通量的变化率是=___________Wb/s，线圈中的感应电动势为E=___________V。19．如图，桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方有一竖立的条形磁铁，此时穿过线圈的碰通量为0.04Wb，现使磁铁竖直下落，经0.2s后磁铁的S极落到线圈内的桌面上，这时穿过线圈的磁通最为0.12Wb。此过程中穿过线圈的磁通量增加了______Wb，线圈中的感应电动势大小为______V。20．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，闭合开关K，在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B的大小按如图乙所示的规律变化，求：（1）0~2s时间内螺线管产生的电动势的大小；（2）0~2s时间内电路中的电流强度的大小；（3）电压表的示数。21．轻质细线吊着一质量为，边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图（乙）所示，从t=0时刻开始经t0时间细线开始松弛，取。求：（1）t=0时刻穿过线圈的磁通量；（2）在前t0时间内线圈的感应电动势；（3）求t0时刻的磁感应强度大小；（4）某时刻剪短细线，线圈由静止下落到磁场刚全部进入线圈内时速度为1m/s，求这一过程中线圈中产生的热量。22．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2＋0.2t)T，定值电阻R1=6Ω，线圈总电阻R2=4Ω，求b、a两点间的电势差Uba。23．ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ=37°，导轨电阻不计，ac、bd间都连接有一个R=4Ω的电阻，如图所示。空间存在磁感应强度B0=3T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上。将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处，金属棒的质量m=0.5kg，电阻r=1Ω。现闭合开关K将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好。已知当金属棒从初始位置向下滑行x=2m到达MN处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g取10m/s2。则：（）（1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？（2）开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至MN处的过程中，忽略电流变化引起的电磁辐射损失，连接在ac间的电阻R上产生的焦耳热是多少？（结果保留两位小数）（3）开关K断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感应电流，可让磁感应强度按一定规律变化。试写出磁感强度B随时间t变化的表达式。参考答案：1．D【详解】A．时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；B．第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中感应电流为正方向，故B错误；C．第3s内，导体环中电流大小为故C错误；D．第3s内与第4s内产生的感应电流相同，则第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为故D正确。故选D。2．B【详解】设a点纵坐标为B0，0～4

s时，直线斜率表示感应电动势的大小磁通量是正向增大，由楞次定律知，感应电流I1是逆时针方向；7～8

s和8～9

s时，直线斜率是相同的，故7～8

s磁通量是正向减小的，由楞次定律知，感应电流I2的方向是顺时针方向，8～9

s，磁通量是反向增大的，I3是顺时针方向，故B正确，ACD错误；故选B。3．A【详解】若要产生的电流相等，则产生的感应电动势应相等。设半圆半径的长度为L，从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为根据法拉第电磁感应定律得联立可得故BCD错误，A正确。故选A。4．C【详解】两环所处磁场变化快慢一致，所以相同，处于磁场中的有效面积S也相等，所以由法拉第电磁感应定律知两者感应电动势相等。两环是用同一导线制成，粗细均匀，所以由电阻定律知两环电阻比等于圆环周长之比，由圆的周长公式知，电阻比等于半径之比4:5。感应电流所以感应电流大小之比与半径成反比，等于5:4，故ABD错误，C正确。故选C。5．BC【详解】A．线框相对磁场向左运动，根据右手定则可知图示时刻线框中感应电流沿顺时针方向，A错误；B．根据左手定则，列车受到向右的安培力，因此列车运动的方向与磁场移动的方向相同，B正确；C．由于前后两个边产生的感应电动势顺次相加，根据法拉第电磁感应定律C正确；D．列车速度为v'时线框受到的安培力大小为D错误。故选BC。6．AC【详解】A．金属棒绕轴切割磁感线，产生的感应电动势故A正确；B．微粒处于静止状态，因此电容器两端电压等于路端电压联立解得故B错误；C．电容器所带电荷量故C正确；D．电阻R消耗的电功率为故D错误。故选AC。7．BC【详解】A．E＝n可知，对给定线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比，故A正确；B．E＝nS可知，对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化磁感应强度的变化率成正比，与△B无关，故B错误；C．E＝nB可知，对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率成正比，故C错误；D．根据法拉第电磁感应定律E＝n得知感应电动势与穿过线圈的磁通量的变化率大小成正比，△Φ是表示磁通量的变化量，△t表示变化所用的时间，则E表示△t时间内的平均感应电动势，故D正确；本题选择错误的，故选BC。8．BD【详解】B．由题图乙可知，在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化，线框中产生大小恒定的感应电流，设感应电流为I，则对ab边有解得B正确；B．由闭合电路欧姆定律得，感应电动势为根据法拉第电磁感应定律得由题图乙知联立解得A错误；C．线框的四边电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，C错误；D．由楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针，则c端电势高于d端电势D正确。故选BD。9．AD【详解】A．无磁场时，金属棒ab恰好静止在导轨上，有则金属棒与导轨间动摩擦因数故A正确；B．根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的电动势为故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律，回路中电流恒定不变，故C错误；D．当金属棒ab恰好开始滑动时，有解得故D正确。故选AD。10．AC【详解】A．当将开关K由位置A拨到位置B时，通过螺线管的电流反向，磁场方向由向右变为向左，A正确；B．根据楞次定律，在此过程中，表中的电流方向为。a--b方向，B错误；C．电荷量根据法拉第电磁感应定律有由此可知在此过程中，穿过测量线圈C的磁通量的变化量C正确；D．根据，待测处的磁感应强度的大小D错误。故选AC。11．BC【详解】AB．若从上往下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知，电流方向由指向圆盘中心，则圆盘中心电势比边缘高，电流沿a到b的方向流过电阻，故A错误，B正确；C．若圆盘转动的角速度为，铜盘转动产生的感应电动势大小为故C正确；D．若圆盘转动的方向不变，角速度大小发生变化，则电流的大小发生变化，电流方向不发生变化，故D错误。故选BC。12．BD【详解】A．由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小，再垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为根据闭合电路欧姆定律可得线圈中的电流大小为时刻，线圈受到的安培力大小为故B正确；C．时间内通过导线某横截面的电荷量为故C错误；D．B随t的变化率不变，所以回路中感应电动势恒为，故D正确。故选BD。13．ACD【详解】A．根据右手定则知，感应电流的方向由O→A，由图示电路图可知，电容器上极板电势高下极板电势低，电容器上极板带正电，下极板带负电，A正确；C．感应电动势电路电流电路消耗的电功率C正确；B．稳定后电容器所带电荷量为B错误；D．根据解得稳定后的金属棒转动一周时在棒上产生的焦耳热D正确。故选ACD。14．BC【详解】AB．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中磁通量增加，根据右手定则可知图中电流方向为逆时针，导体框由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中磁通量减小，根据右手定则可知图中电流方向为顺时针，选项A错误、B正确；CD．导体框由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中当位于磁场两边界上时，导体框切割磁场的有效切割长度的最长的为，则产生的最大电动势为根据闭合电路欧姆定律知最大电流故最大感应电流为选项C正确、D错误。故选BC。15．BC【详解】AB．由图知：在0-4s内线圈内的感应电动势且在0～4s内，磁通量的变化率恒定，线框中产生的感应电动势不变，始终为E=0.4V，故A错误，B正确；C．在0-4s内线圈内的感应电流为故C正确；D．在0-2s内与2s-4s内磁场方向相反，磁通量变化情况相反，根据楞次定律可知，在这两段时间内线圈内感应电流方向相同，故D错误。故选BC。16．

负

【详解】（1）金属棒顺时针运