Get清风高考物理选修32第四章电磁感应法拉第电磁感应定律(含解析)

备战高考物理选修32第四章电磁感应法拉第电磁感应定律（含解析）2021备战高考物理选修3-2第四章电磁感应-法拉第电磁感应定律（含解析）一、单项选择题.关于感应电动势大小的以下说法中，正确的选项是〔〕A.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大.把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，那么在两次插入的过程中（ 〕A.磁通量变化率相同 B.磁通量变化量相同 C.产生的感应电流相同 D.产生的感应电动势相同.如下图，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计.MN为放在ab和Cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面〔指向图中纸面内〕.现对MN施力使它沿导轨方向以速度V〔如图)做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小，那么［ )A.Uy流过固定电阻R的感应电流由b到dB.7知,流过固定电阻R的感应电流由d到bC..3"流过固定电阻R的感应电流由b到dD.口_阳，流过固定电阻R的感应电流由d到.当穿过线圈中的磁通量发生变化时，以下说法中正确的选项是〔 〕A.线圈中一定有感应电流B.感应电动势的大小与线圈电阻无关C.线圈中没有感应电动势D.感应电动势的大小与磁通量的变化大小成正比.如下图，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、Cd接触良好，回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止，那么O〜时间内，PQ受到的安培力F和摩擦力F随时间主化的图象可能不正确的选项是（取平f4A行斜面向上为正方向M 〕Y-'I：UOγjlr.关于电磁感应，以下说法中正确的选项是〔〕A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 D.空过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大.如下图，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB,在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度V匀速从0点开始右移，假设导轨与金属杆均为粗细相同的同种金属制成，那么以下判断正确的选项是（"FkFA.电路中的感应电流大小不变B.电路中的感应电动势大小不变C.电路中的感应电动势逐渐减小D.电路中的感应电流逐渐减小.如下图，金属棒ab置于水平放置的光滑框架Cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下.从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，那么F()方向向右，且为恒

力方向向右，且为变力C.方向向左，且为变力D.方向向左，且为恒力.关于感应电动势的大小，以下说法正确的选项是( 〕A.跟穿过闭合电路的磁通量有关B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关 D.跟电路中电阻大小有关二、多项选择题.如下图，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m（质量分布均匀〕的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离1时，速度恰好到达最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直〕.设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计，重力加速度大小为g∙那么此过程〔 ）A.杆的速度最大值为流过电阻R的电量为鬻C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量.如下图，电阻为R的金属棒从图示位置ab分别以vι,v2的速度沿光滑导轨〔电阻不计〕匀速滑到a,b'位置，假设v1：v2=1：2,那么在这两次过程中〔 )A.回路电流IJI2=I:

2B.产生的热量QJQ2=I:2C.通过任一截面的电量qjQ2=I：2D.外力的功率PJP=I:212.如图1所示，在竖5方面分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为O.Im2,圆环电阻为0.2。.在第IS内感应电流I沿顺时针方向.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示〔其中在4〜5s的时间段呈直线那么〔 )A.在0〜5s时间段，感应电流先减小再增大B.在0〜2s时间段感应电流沿顺时针，在2〜5s时间段感应电流沿逆时针C.在0〜5s时间段，线圈最大发热功率为5.0X10τWD.在0〜2s时间段，通过圆环横截面的电量为5∙0×10-1C.闭合回路的磁能量Φ随时间t变化图象分别如下图，关于回路中产生的感应电动势的论述，其中不正确的选项是〔 〕甲/.丙1'A.图甲的回路中没有感应电动势B.图乙的

回路中感应电动势恒定不变C.图丙的回路中

0〜tι时间内的感应电动势小于tι〜t2时间内的

感应电动势D∙图丁的回路中感应电动势先变

大，再变小.如图甲所示，100匝线圈〔图中只画了1匝〕

两端A、B与一电压表相连.线圈内有一垂直指

向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所

示规律变化.以下关于电压表的说法正确的选项A.电压表读数为50VB.电压表读数为150VC.电压表“+〃接线柱接A端D.电压表“+〃接线柱接B端15.将四根完全相同的外表涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如下图四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直.假设磁感应强度从B增大到2B,那么线圈中通过的电量最少的是（ 〕三、填空题16.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为.17.如下图，螺线管的匝数为10匝，在0.1S内穿过螺线管的磁通量由0.02Wb均匀变为0.06Wb,那么磁通量的变化率为Wb∕s,那么螺线管两端产生的感应电动势为 V..图示为交流发电机原理图，两磁极间匀强磁场的磁感应强度为B,矩形线框的匝数为n、面积为S.当线框转到与磁场方向垂直的图示位置时，穿过线框的磁通量为;假设线框从图示位置逆时针转动90。，所用时间t,那么线框中产生的平均感应电动势为.如下图，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab,其电阻r=0.1Ω.框架左端的电阻R=0.4Ω∙垂直于框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T∙当用外力使棒ab以速度v=5m∕s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=,通过ab棒的电流I=.ab棒两端的电势差UIJ ,在电阻R上消耗的功率PJ 1在ab棒上消耗的发热功率PaJR,切割运动中产生的电功率P= .有一个n匝线圈面积为S,在^t时间内垂直

线圈平面的磁感应强度变化了48,那么这段时

间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为，磁通量的变化率为，感应电

动势.四、解答题.用粗细均匀的绝缘导线制成一个圆环，在圆

环内用相同导线折成一个内接正方形.将它们放

入一个均匀变化的匀强磁场，磁场方向和它们所

在的平面垂直.求圆环中和正方形中的感应电动

势之比..有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的

磁通量从0.02wb均匀增加到0.09wb，求线圈中

的感应电动势？答案解析局部一、单项选择题.【答案】A【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电动势与磁感应强度大小、磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，线圈中磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，故A正确，BCD错误；应选：A.【分析】根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，应用法拉第电磁感应定律分析答题..【答案】B【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流.条形磁铁第一次迅速插入线圈时，磁通量增加快；条形磁铁第二次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，磁通量变化率不同，但磁通量变化量相同.故A错误，B正确；C、根据法拉第电磁感应定律第一次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第一次感应电流大，故C错误；D错误；应选：B【分析】根据产生感应电流的条件分析有无感应电流产生.再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小.再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值..【答案】A【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【分析】当MN匀速运动时，MN相当于电源。由右手定那么判断电流的方向。再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电压的大小。当MN沿导轨方向以速度V匀速运动运动时，由法拉第电磁感应定律得：E=BLv,由闭合电路欧姆定律可得：MN两端电压大小为U=4xr=切由右手定那么可知流过固定电阻R的感应电流由b到d,A对。【点评】难度较大，注意切割磁感线的导体相当于电源，能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题。会用右手定那么判断电流的方向。.【答案】B【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、当线圈中的磁通量发生变化时，假设线圈是闭合的，那么有感应电流，假设不闭合,那么无感应电流，有感应电动势.故AC错误， B、感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与线圈电阻无关.当电路闭合，那么感应电流与线圈电阻有关.故B正确.D、根据法拉第电磁感应定律，E=N赛.知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比.故D错误；应选：B.【分析】当穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就会产生感应电流.线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比..【答案】B【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，假设开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ，那么摩擦力为：f=mgsinθ-F安，随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大，当安培力反向时，f=mgsinθ+F安，安培力逐渐增大，故摩擦力也是逐渐增大；假设安培力大于mgsinθ,那么安培力为：f=F安-mgsinθ,由于安培力逐渐减小，故摩擦力逐渐减小，当F安=mgsinθ时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinθ-F…,随着安培力的变化将逐渐增大，应选：安B.【分析】由图乙可知磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，根据左手定那么可知导体棒开始受到沿斜面向上逐渐减小的安培力，当B=0时，安培力为零，当磁场反向时，导体棒受到沿导轨向下的逐渐增大的安培力，分析清楚安培力的情况，然后对导体棒进行正确受力分析，即可正确判断摩擦力的变化情况..【答案】D【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【分析】穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不一定越大，那么感应电动势也无法确定.故A错误；穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，那么感应电动势也会最大，故B错误；穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不一定越大，那么感应电动势也无法确定.故C错误；通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势也越大，故D正确。【点评】感应电动势与磁通量的变化率有直接关系，而与磁通量变化及磁通量均没有直接关系.就如加速度与速度的关系一样.速度大，加速度不一定大；速度变化大，加速度也不一定大.加速度与速度的变化率有关。.【答案】A【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】导体杆从。开始到如题图所示位置所经历时间设为t,ZEOF=θ,那么导体杆切割磁感线的有效长度1=1OBtanθ, ⅛;E=BlV=Bvttanθ∙V=Bv2ttanθ,即电路中电动势与时间成正比，TE ∙tauθB、C错误；电路中电流R4,而I=AOAB的周长，即I=OB+AB+0A=vt+vt∙tanθ—Jr_BvStanΘ京=VtU+tanθ+总〕所以河1+旬"白），所以I为恒量，所以A正确、D错误。应选A【分析】此题考查法拉第电磁感应定律的理解和应用，即对公式W=喈的理解。.【答案】C【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】由 可知，因磁感应J_XE- !_U-强度均匀减小，所以感应电动势E恒定，由F安=BIL,可知，ab棒受到的安培力随B的减小均匀变小，由外力F=F安可知，外力F也均匀变小，为变力，由左手定靠么可判断F安水平方向上的分量向右，所以外力F水平向左：C正确。应选C【分析】此题考查法拉第电磁感应定律和安培力F安=BlL的应用。.【答案】C女【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【分析】感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接的关系.故A错误.感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比.故B错误.根据法拉第电磁感应定律可知：感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率反映磁通量变化的快慢.故C正确.感应电动势的大小跟电路中电阻大小无关.故D错误。【点评】抓住感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比分析题目。二、多项选择题.【答案】B,D【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、当杆的速度到达最大时做匀速运动，杆受力平衡，那么F-μmg-F^=O,FJ喻，所以最大速度Va=更嚼财，故A错误.B、流过电阻R的电荷量为q=z∆t=急ZXt=券二黑，故B正确；C、根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，故C错误，D正确；应选：BD.【分析】当杆所受的合力为零时速度最大，根据平衡结合闭合电路欧姆定律以及切割产生的感应电动势公式求出最大速度.根据法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，从而得出平均感应电流，根据q=tt求出通过电阻的电量.根据动能定理判断恒力、摩擦力、安培力做功与动能的关系..【答案】A,B【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、回路中感应电流为：I=/竿，IocV,那么得：IjI2=VjV2=I:2.故A正确.B、产生的热量为："二；Rtl[⅛O2R*二笑,QoCv,那么得：QjQ2=vjV2=I:2.故B正确.C、通过任一截面向电声富为：q=It=⅛t=督，q与V无关，那么得：q」q2=l：1.故C错误∙D、由于棒匀速运动，景力而功率等于回路中的功率，即得：P-LR=1赞）2R,Pocv2,那么得：PjP,j4,故D错误.应选：AB【分析】回路中点应2电流为I= E=BLv,即可求解回路电流IjI?.根据焦耳定律求解热量之比.根据法后第7磁感应定律、欧姆定律和电量公式q=It,求解电荷量之比.外力的功率等于回路中的电功率，由P=El求解外力的功率之比..【答案】B,C【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、根据闭合电路欧姆定律得，I=食=n猾，知磁感应强度的变化率越大，那么电流越大,磁感应强度变化率最大值为0∙1,那么最大电流I=噌A=0.05A,那么在0〜5s时间段，感应电流先减小再增大，最后不变.故A错误.B、由题意知，在第IS内感应电流I沿顺时针方向，根据楞次定律知，磁场方向向上为正方向；在。〜2s时间段顺时针，在2〜5s时间,磁场在减小，那么感应电流的方向：逆时针，故B正确.C、在O〜5s时间段，当电流最大时，发热功率最大，≡½P=LR=O.052X0.2=5X114W.故C正确.D、根据感应电量的公式g=等=聆=5.。“七通过圆环横截面的电量为5W-C故D错误；应选：BC.【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向，通过法拉第电磁感应定律E=n岩S求出感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小..【答案】C,D【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、图中磁通量①不变，没有感应电动势产生，故A正确.B、图中磁通量①随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，即詈不变，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生的感应电动势恒定不变，故B正确∙C、图中回路在O〜\时间内，图象的斜率大于在%〜％时间的斜吊，说明前一段时间内磁通量的呸化,大于后一时间内磁通量的变化率，所以根据法拉第电磁感应定律知，在。〜\时间内产生的感应电动势大于在\〜L时间内A生的感应电动势，故C不正确.1）、向中磁通量①随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，磁通量的变化率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D不正确.此题选不正确的，应选：CD【分析】根据法拉第电磁感应定律：感应电动势与磁通量的变化率成正比，结合数学知识进行分析.14.【答案】A,C【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：A、B由图得到磁通量的变化率为：詈=嗨竺=0.5Wb∕s,根据法拉第电磁感应定律得：E=n署=IooXo.5=50V,那么电压表读数为50V.故A正确，B错误∙C、D根据楞次定律判断可知，回路中感应电动势的方向为逆时针方向，所以电压表”+〃接线柱接A端.故C正确，D错误.应选：AC【分析】由图求出磁通量的变化率.根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，得到电压表的读数.根据楞次定律判断电动势的方向，确定电压表的接线柱接法..【答案】B,C【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：根据法拉第电磁感应定律,E= 而闭合电路欧姆定律，I=余且电量q=It,那么有q=铝，假设磁感应强度从B增大到2B,那么线圈中通过的电量最少的是磁通量变化最少的，由于穿过线圈的磁通量分正负面，因此A选项的磁通量变化量最大，而D选项是将小圆旋转180度后再翻转，那么磁通量变化也是最大，对于B选项，是将A选项小圆旋转180度，那么磁通量的变化最小；而C选项，是将A选项小圆翻转180度，那么磁通量的变化也是最小；综上所述，故BC正确，AD错误；应选：BC.【分析】根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，再结合电量表达式，从而导出电量的综合表达式，进而即可求解.三、填空题.【答案】2：n【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：线圈产生的感应电动势的最大值为：E=NBSω,线圈从中性面开始转动180°的过程m中，磁通量的变化量为：△①=2BS,所用时间为：At=P本根据法拉第电磁感应定律得平均电动势为：；二N寿二等二驴BSω,因此平均感应电动势和最大感应电动势之比为2：π5故答案为：2：n∙【分析】先由公式E=NBSω，求出线圈中产生的感应电动势的最大m值.再由根据法拉第电磁感应定律，求出线圈从图示位置开始到转过90°的过程的平均电动势;即可求得它们之比..【答案】0.4；4【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】解：由题意可知，线圈中磁通量的变化率为：詈=哨普叫bO.4Wb∕s;根据法拉第电磁感应定律得：E=唠=IoX0.4V=4V故答案为：0.4,4【分析】线圈的磁通量变化时,产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小..【答案】BS；【考点】法拉第电磁感应定律【解析】【解答】当边框转到与磁场方向垂直的图示位置时，穿过线框的磁通量为①=BS从图示位置逆时针转90°,根据法拉第电磁感应定律,有平均感应电动势心〃等=用故答案为:BS,得【分析】根据磁通量的定义求图示位置穿过线框的磁通量；根据法拉第电磁感应定律求边框产生的平均感应电动势；.【答案】0.2V；0.4A；0.16V；0.064W；0.016W；0.08W【考点】