2024高考物理一轮复习规范演练44法拉第电磁感应定律及其应用含解析新人教版

PAGE6-规范演练44法拉第电磁感应定律及其应用[抓基础]1．(2024·山东德州调研)如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场方向垂直于环面对里，磁感应强度以B＝B0＋Kt(K>0)随时间改变．t＝0时，P、Q两极板电势相等，两极板间的距离远小于环的半径．经时间t，电容器的P极板()A．不带电B．所带电荷量与t成正比C．带正电，电荷量是eq\f(KL2C,4π)D．带负电，电荷量是eq\f(KL2C,4π)答案：D2.如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A．由c到d，I＝eq\f(Br2ω,R) B．由d到c，I＝eq\f(Br2ω,R)C．由c到d，I＝eq\f(Br2ω,2R) D．由d到c，I＝eq\f(Br2ω,2R)解析：由右手定则判定通过电阻R的电流的方向是由d到c；而金属圆盘产生的感应电动势E＝eq\f(1,2)Br2ω，所以通过电阻R的电流大小是I＝eq\f(Br2ω,2R)，D正确．答案：D3．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是()A．合上开关，a先亮，b渐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭B．合上开关，b先亮，a渐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C．合上开关，b先亮，a渐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭答案：C4．如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面对里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1.若磁感应强度增为2B，速度增为2v，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2，则E1∶E2为()A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4答案：D5.如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0起先，磁感应强度B随时间t改变的示意图为()ABCD解析：依据楞次定律，若闭合回路内的磁通量不发生改变，则无感应电流产生．B0l2＝Bl(l＋vt)，解得B＝eq\f(B0l,l＋vt)，故随时间t的增加，磁感应强度B减小，且减小得越来越慢，C正确．答案：C6.如图所示，边长为L的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为B.当线圈按图示方向以速度v垂直B运动时，下列推断正确的是()A．线圈中无电流，φa＝φb＝φc＝φdB．线圈中无电流，φa>φb＝φd>φcC．线圈中有电流，φa＝φb＝φc＝φdD．线圈中有电流，φa>φb＝φd>φc解析：线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，但导体两端有电势差，依据右手定则，φa>φb＝φd>φc，故B正确．答案：B7．如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是()A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小B．导体棒ab中的感应电流方向是a→bC．导体棒ab所受安培力方向水平向右D．导体棒ab所受合力做功为零解析：导体棒ab匀速向右运动，垂直切割磁感线，产生感应电动势E＝Blv，导体棒ab两端的感应电动势恒定不变，故A错误；依据右手定则，电流方向从b到a，故B错误；依据左手定则，导体棒ab所受安培力方向水乎向左，故C错误；导体棒匀速运动，动能不变，依据动能定理，合外力做功等于动能改变量即等于0，故D正确．答案：D8．(多选)如图，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直(图中未画出)，则()A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hD．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h解析：若是匀强磁场，穿过小环的磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h，故A错误，B正确；若是非匀强磁场，闭合小金属环中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小，则环在左侧滚上的高度小于h，故C正确，D错误．答案：BC[提素养]9.(多选)(2024·山东潍坊质检)如图所示，半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度的电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O起先，杆的位置由θ确定，则()A．θ＝0时，杆产生的感应电动势为2BavB．θ＝eq\f(π,3)时，杆产生的感应电动势为eq\r(3)BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为eq\f(2B2av,（π＋2）R0)D．θ＝eq\f(π,3)时，杆受的安培力大小为eq\f(3B2av,（5π＋3）R0)解析：依据法拉第电磁感应定律可得E＝Blv，其中l为有效长度，当θ＝0时，l＝2a，则E＝2Bav；当θ＝eq\f(π,3)时，l＝a，则E＝Bav，故选项A正确，B错误；依据通电直导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可得F＝BIl，依据闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E,r＋R)，当θ＝0时，l＝2a，E＝2Bav，r＋R＝(π＋2)aR0，解得F＝eq\f(4B2av,（π＋2）R0)，当θ＝eq\f(π,3)时，l＝a，E＝Bav，r＋R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,3)＋1))aR0，解得F＝eq\f(3B2av,（5π＋3）R0)，故选项C错误，D正确．答案：AD10．(多选)(2024·广东惠州模拟)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改变．下列关于电压表的说法正确的是()甲乙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端解析：由题图乙得到：磁通量的改变率eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.5Wb/s，依据法拉第电磁感应定律得E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝50V，则电压表读数为50V，故A正确，B错误；依据楞次定律推断可知，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．答案：AC11．如图所示，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(直流电阻可忽视不计)．则()A．S闭合时，A灯马上亮，然后渐渐熄灭B．S闭合时，B灯马上亮，然后渐渐熄灭C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同D．电路接通稳定后，S断开时，C灯马上熄灭解析：S闭合时，由于L的电流增大，所以L产生很大的阻抗，相当于L是断路，所以电流从A通过，A马上亮起来；但随着电流的稳定，L的阻抗消逝，变成一根导线，把A短路，故A渐渐熄灭，这时电路中B、C并联在电源两端，电压增大，B灯变亮，并且B、C两灯的亮度相同，A正确，B、C错误；电路接通稳定后，S断开时，L中的电流减小，产生很大的感应电流，相当于电源，有电流通过C灯，故C灯不会马上熄灭，D错误．答案：A12．如图所示，有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路，垂直回路平面内存在着向里的匀强磁场B，已知圆的半径r＝5cm，电容C＝20μF，当磁场B以4×10－2T/s的改变率匀称增加时，则()A．电容器a板带正电，电荷量为2π×10－9CB．电容器a板带负电，电荷量为2π×10－9CC．电容器b板带正电，电荷量为4π×10－9CD．电容器b板带负电，电荷量为4π×10－9C解析：依据“增反减同”可知线圈中产生垂直纸面对外的感应磁场，依据右手定则可推断出电容器a板带正电，两板间电势差U＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝π×10－4V，Q＝CU＝2π×10－9C，故A正确．答案：A13．(2024·甘肃兰州模拟)如图甲所示，一正方形线框架放在光滑绝缘的水平面上，在水平向右的拉力作用下从图示位置始终向右做匀加速运动，线框右侧有一垂直于水平面对下的匀强磁场，线框的右边始终与磁场的边界平行，线框的质量为1kg，电阻为1Ω，整个运动过程中，拉力的大小随时间改变如图乙所示，试求线框的边长和磁感应强度．甲乙解析：依据图乙中的数据和牛顿其次定律F＝ma，得a＝5m/s2，1s刚进入磁场时v1＝