（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第二講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流練習(xí)（含解析）

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1、法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 [A組·基礎(chǔ)題] 1．在如圖所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“＋”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；電流從“－”接線柱流入時(shí)，指針向左擺．在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是( B ) A．G1表指針向左擺，G2表指針向右擺 B．G1表指針向右擺，G2表指針向左擺 C．G1、G2表的指針都向左擺 D．G1、G2表的指針都向右擺 2. 如圖所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場方向垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時(shí)間

2、變化．t＝0時(shí)，P、Q兩極板電勢(shì)相等，兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑．經(jīng)時(shí)間t，電容器的P極板( D ) A．不帶電 B．所帶電荷量與t成正比 C．帶正電，電荷量是 D．帶負(fù)電，電荷量是 3. 如圖所示，導(dǎo)體桿OQ在作用于OQ中點(diǎn)且垂直于OQ的力作用下，繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強(qiáng)磁場中以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于框架平面，AO間接有電阻R，桿和框架電阻不計(jì)，回路中的總電功率為P，則( C ) A．外力的大小為2Br B．外力的大小為Br C．導(dǎo)體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為 D．導(dǎo)體桿旋轉(zhuǎn)的角速度為 4．(2017·北京卷)圖甲和圖乙是教材

3、中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是( C ) A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同 B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流 C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同 D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等 5．(多選)光滑金屬導(dǎo)軌寬L＝0.5 m，電阻不計(jì)，均勻變化的磁場充滿整個(gè)軌道平面，如圖甲所示，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示．金屬棒ab的電阻為2 Ω，垂直固

4、定在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)，且與導(dǎo)軌左端距離l＝0.2 m，則( ACD ) A．1 s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為0.1 V B．1 s末回路中的電流為1 A C．2 s內(nèi)回路產(chǎn)生的電熱為0.01 J D．2 s末，ab所受安培力大小為0.05 N 6．(多選) (2015·全國卷Ⅰ)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”．實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示．實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但略有滯后．下列說法正確的是( AB ) A．圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B．圓盤內(nèi)的

5、渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) C．在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁針的磁場穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) 7．(多選)如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表．將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是( BC ) A．0～t1時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì) B．0～t1時(shí)間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)R上的電流為 D．0～t2時(shí)間內(nèi)線圈中的電流方向不變 8．(多選)如圖所

6、示，平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可以忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R＝3.0 Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長l＝0.5 m，其電阻不計(jì)，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T．現(xiàn)使ab以v＝10 m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)，則以下判斷正確的是( AD ) A．導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝2.0 V B．電路中的電流I＝0.5 A C．導(dǎo)體棒ab所受安培力方向向右 D．導(dǎo)體棒ab所受合力做功為零 [B組·能力題] 9．(多選)(2019·河南中原名校質(zhì)檢)圖中四個(gè)物體由金屬圓環(huán)組成，它們所用材質(zhì)和圓環(huán)半徑都相同，2環(huán)較細(xì)，其余五個(gè)粗環(huán)

7、粗細(xì)相同，3和4分別由兩個(gè)相同粗環(huán)焊接而成，在焊點(diǎn)處沿兩環(huán)環(huán)心連線方向割開一個(gè)小缺口(假設(shè)缺口處對(duì)環(huán)形、質(zhì)量和電阻的影響均不計(jì))．四個(gè)物體均位于豎直平面內(nèi)．空間存在著方向水平且與環(huán)面垂直、下邊界為過MN的水平面的勻強(qiáng)磁場.1、2、3的下邊緣均與MN相切，4的兩環(huán)環(huán)心連線豎直，小缺口位于MN上，已知圓環(huán)的半徑遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的直徑．現(xiàn)將四個(gè)物體同時(shí)由靜止釋放．則( BD ) A．1先于2離開磁場 B．離開磁場時(shí)2和3的速度相等 C．在離開磁場的過程中，1和3產(chǎn)生的焦耳熱一樣多 D．在離開磁場的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電量，1比4多 解析：把粗線框看成n個(gè)細(xì)線框疊合而成，則每個(gè)線框進(jìn)入磁場

8、的過程中情況完全相同，故線圈1、2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定相同，離開磁場時(shí)間一定相等，故A錯(cuò)誤；線圈3和1，兩環(huán)互相獨(dú)立和互相連通比較，電流不變，因此離開磁場速度相等v1＝v3，又v1＝v2，故離開磁場時(shí)2、3速度相等，故B正確；由能量守恒可得Q＝mg·2R－mv2，R是圓環(huán)半徑，1的質(zhì)量比3小，產(chǎn)生的熱量小，所以Q1＜Q3，故C錯(cuò)誤；根據(jù)q＝，由于1的電阻比4小，但磁通量變化相同，故通過導(dǎo)線1橫截面的電量多，即q1＞q4，故D正確． 10. 在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量m＝0.05 kg、電阻

9、R＝1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若桿cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a＝2 m/s2由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求： (1)5 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； (2)第5 s末回路中的電流I； (3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力F的大?。? 解析：(1)t＝5 s時(shí)金屬桿的位移 x＝at2＝25 m 5 s內(nèi)的平均速度＝＝5 m/s 故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)＝BL＝0.4 V (2)第5 s末桿的速度v＝at＝10 m/s 此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv 則回路中的電流I＝＝＝0.8 A (3)桿cd做勻加速運(yùn)動(dòng)，由左手定則判得所受安培力方向向左，由牛頓第二定律得 F

10、－F安＝ma 桿cd所受安培力F安＝BIL 即F＝BIL＋ma＝0.164 N. 答案：(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 11. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直．已知線圈的匝數(shù)N＝100，邊長ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，電阻r＝2 Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1 s內(nèi)從零均勻變化到0.2 T．在1～5 s內(nèi)從0.2 T均勻變化到－0.2 T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求： (1)0.5 s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向； (2)在1～5 s內(nèi)通過線圈的電荷量q； (3)在0～5 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q. 解析：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝ 磁通量的變化量ΔΦ1＝ΔB1S 解得E1＝N 代入數(shù)據(jù)得E1＝10 V 由楞次定律得，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a. (2)同理可得在1～5 s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2＝N 感應(yīng)電流I2＝ 電荷量q＝I2Δt2 解得q＝N 代入數(shù)據(jù)得q＝10 C (3)0～1 s內(nèi)的焦耳熱Q1＝IrΔt1且I1＝ 1～5 s內(nèi)的焦耳熱Q2＝IrΔt2 Q＝Q1＋Q2 代入數(shù)據(jù)得Q＝100 J. 答案：(1)10 V　a→d→c→b→a (2)10 C　(3)100 J 6