第55讲法拉第电磁感应定律自感和涡流（练习）（原卷版）

法拉第电磁感应定律自感和涡流（模拟精练+真题演练）1．（2023秋·江西宜春·高三江西省校考模拟）如图所示，半径为R的圆形线圈两端A、C接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，下列措施不能使电容器所带的电量增大的是（）

A．增大线圈的面积B．增大磁感强度的变化率C．电容器的两极板靠近些D．使线圈平面与磁场方向成60°角2．（2023·湖北·襄阳四中校联考模拟预测）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为，小圆面积为，不规则形状的面积为，垂直线圈平面方向有一随时间变化的磁场，磁感应强度大小和均为大于零的常量。则线圈中总的感应电动势大小为（）A． B． C． D．3．（2023春·河南郑州·高三郑州市郑中国际学校校联考竞赛）如图，长度为l的直导线ab在均匀磁场中以速度移动，直导线ab中的电动势为（）A． B．C． D．04．（2023秋·海南海口·高三海南中学校考开学考试）如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为，下列判断正确的是（）

A．，金属框中无电流B．，金属框中电流方向沿abcaC．，金属框中无电流D．，金属框中电流方向沿acba5．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考一模）为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，则在t时间内航天员消耗的能量为（）A． B． C． D．6．（2023·全国·高三专题练习）如图甲所示，一长为L的导体棒，绕水平圆轨道的圆心O匀速顺时针转动，角速度为，电阻为r，在圆轨道空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．半径小于的区域内磁场竖直向上，半径大于的区域磁场竖直向下，俯视如图乙所示，导线一端Q与圆心O相连，另一端P与圆轨道连接给电阻R供电，其余电阻不计，则（）A．电阻R两端的电压为B．电阻R中的电流方向向上C．电阻R中的电流大小为D．导体棒的安培力做功的功率为07．（2023春·云南昆明·高三昆明一中校考模拟预测）如图1和图2分别是教材中演示断电自感和通电自感的两个电路图，和为电感线圈。图1实验中，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐熄灭；图2实验中，闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个与相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（

）

A．图1中，断开瞬间，流过的电流大于断开前流过的电流B．图1中，与的直流电阻值相同C．图2中，闭合瞬间，流过的电流与流过变阻器的电流相等D．图2中，变阻器接入电路中的阻值与的直流电阻值相同8．（2023春·北京海淀·高三统考模拟）当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，线圈附近的导体中都会产生感应电流。如图所示，将绝缘导线绕在圆柱形铁块上，导线内通以交变电流，铁块内就会产生虚线所示的感应电流，即涡流。当线圈中的电流方向如图所示且正在减小时，下列判断正确的是（）A．线圈内部空间的磁感线方向竖直向下B．从上往下看，铁块内沿虚线圆的涡流方向为顺时针方向C．为减小涡流，可以把铁块沿横向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来D．为减小涡流，可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来9．（2024·全国·高三校级联考）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（）A． B．C． D．10．（2023·全国·高三校考模拟预测）电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当弦上下振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流的增大而变响。下列说法正确的是（）A．弦振动的周期越大，线圈中感应电流的方向变化越快B．弦振动的周期越小，线圈中感应电流的方向变化越快C．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量增大D．其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量减小11．（2023·高三单元测试）如图甲所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q，P中通有变化的电流i，规定图示电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（）A．t1时刻，从上往下看，线圈Q中有顺时针方向的电流B．t2时刻，线圈Q中没有感应电流C．t1~t2时间内，Q中电流在增大D．t2~t3时间内，Q中磁通量的变化率在增大12．（2023·四川成都·统考三模）图（a）和图（b）分别是手动式手电筒内“振动式发电机”的截面图和俯视图，圆形线圈半径为、匝数为100，所在位置的磁感应强度，方向平行于截面指向轴心；线圈两端接原、副线圈匝数比的理想变压器，给两个额定电流均为的灯泡供电。现用外力使线圈沿轴线往复运动，线圈两端电动势随时间按图（c）所示的正弦规律变化，两灯泡恰好正常发光。不计线圈及导线电阻，外力发电效率为。下列判断正确的是（）

A．时刻，线圈往复运动的速度为零B．线圈电动势的表达式为C．外力做功功率为D．线圈往复运动中的最大速度为13．（2023·全国·高三校级联考）如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R，两导轨间距为d，区域与区域内的匀强磁场磁感应强度大小相等，方向相反。导体棒ab垂直导轨放置，并与cd边界重合。现给ab一水平向右的初速度，不计导轨和ab棒电阻，若规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随时间变化的图像可能的是（）A． B．C． D．14．（2023·宁夏石嘴山·平罗中学校考二模）如图所示，电阻不计的水平U形光滑导轨上接一个阻值为的电阻，放在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，一个半径为L、质量为、电阻为的半圆形硬导体棒（直径与导轨垂直，并接触良好），在水平向右的恒定外力的作用下，由静止开始运动，当速度为时，位移为，下列说法正确的是（）A．此时两端电压为B．此时杆克服安培力做功的功率为C．此过程中导体棒的平均速度小于D．此过程中通过电阻的电荷量为15．（2023·全国·高三校级期末联考）如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，导轨和金属棒电阻忽略不计，下列说法正确的是（

）A．金属棒运动过程中，电容器的上极板带正电B．金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为C．通过金属棒的电流为D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定16．（2022·全国·模拟预测）我国预警机“空警－2000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自东向西飞行。该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.8×10－5T，则（）A．两翼尖之间的电势差为0.30VB．两翼尖之间的电势差为1.08VC．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低17．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考）如图所示，半径为R的金属圆环水平固定，电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒长为，其单位长度电阻值为r。时刻导体棒与圆环相切于O点，现使金属棒以O点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过，角速度为，导体棒扫过整个环面时与环接触良好。则在该过程中（）A．流过金属棒的电荷量为0B．金属棒转过时，流过导体棒的感应电流大小为C．金属棒转过时，流过导体棒的感应电流大小为D．金属棒转过时，棒受到的安培力大小为18．（2023春·河南·高三统考期末）在如图甲所示的电路中，电阻，单匝、圆形金属线圈的半径为，电阻为R，半径为（）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，其余导线的电阻不计。闭合开关S，在时刻，电路中的电流已稳定。下列说法正确的是（）

A．流过电阻的电流方向自下向上B．稳定后电阻两端的电压为C．0～时间内，流过电阻电荷量为D．0～时间内，电阻上产生的焦耳热为19．（2023·湖南·校联考模拟预测）相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（）A．电感线圈的直流电阻不可忽略B．断开开关S后，电灯、电流大小始终相等C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关20．（2023·湖北·统考高考真题）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为，则线圈产生的感应电动势最接近（

）

A． B． C． D．21．（2023·江苏·统考高考真题）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（

）

A．φO>φC B．φC>φA C．φO=φA D．φO－φA=φA－φC22．（2023·全国·甲卷高考真题）一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连