高考物理一轮复习 课时跟踪检测（三十七）法拉第电磁感应定律（重点班）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时跟踪检测（三十七） 法拉第电磁感应定律 A级保分题目巧做快做1.(2015全国卷)如图，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Ua 、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba解析：选C金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误。转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则

2、判断UaUc，UbUc，选项A错误。由转动切割产生感应电动势的公式得UbcBl2，选项C正确。2.(2018江西吉安市一中模拟)如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()解析：选D在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，根据楞次定律的另一种表述，知螺线管MN中产生的磁场在增加，即螺线管中的电流增大，根据法拉第电磁感应定律，EnnS，知

3、增大，故D正确，A、B、C错误。3.在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()AG1表指针向左摆，G2表指针向右摆BG1表指针向右摆，G2表指针向左摆CG1、G2表的指针都向左摆DG1、G2表的指针都向右摆解析：选B电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈L中电流减小，产生与原方向同向的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，G2中电流方向向左，即G1指针向右摆，G2指针向左摆，B正确。4.如图所示，两根相距为l

4、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(垂直纸面向里)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，下列说法正确的是()AUBlv，流过固定电阻R的感应电流由b经R到dBUBlv，流过固定电阻R的感应电流由d经R到bCMN受到的安培力大小FA，方向水平向右DMN受到的安培力大小FA，方向水平向左解析：选A根据电磁感应定律，MN产生的电动势EBlv，由于MN的电阻与外电路电阻相同，所以MN两端的电

5、压UEBlv，根据右手定则，流过固定电阻R的感应电流由b经R到d，故A正确，B错误；MN受到的安培力大小FA，方向水平向左，故C、D错误。5.(2018河南八市重点高中联考)如图所示，导体杆OQ在作用于OQ中点且垂直于OQ的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于框架平面，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则()A外力的大小为2Br B外力的大小为BrC导体杆旋转的角速度为D导体杆旋转的角速度为 解析：选C由题意知，导体杆切割磁感线产生的电动势为E，设Q点的线速度大小为v，则导体杆旋转切割磁感线产生的感

6、应电动势EBrv，根据PFv及，求得FBr，因此C项正确。6.多选(2018浏阳模拟)如图所示，一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列说法中正确的是()A感应电流方向为逆时针方向BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势的最大值EBdvD感应电动势的平均值Bdv解析：选AD线圈进磁场过程，垂直平面向里的磁通量逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”，感应电流方向为逆时针方向，选项A正确；CD端导线电流方向与磁场垂直，根据左手定则判断，安培力竖直

7、向下，选项B错误；线圈进磁场切割磁感线的有效长度是初末位置的连线，进磁场过程，有效切割长度最长为半径，所以感应电动势最大值为Bv，选项C错误；感应电动势的平均值，选项D正确。7.多选(2018南宁三校联考)如图所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为r。由此可知，下列说法正确的是()A电容器下极板带正电B电容器上极板带正电C电容器所带电荷量为D电容器所带电荷量为nSkC解析：选BC根据磁场向右均匀增强，并由楞次定律可知，电容器上极板带正电，故A错误，B正确。闭合线

8、圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，线圈产生的感应电动势：EnSnSk，路端电压：Ur，则电容器所带电荷量为：QCU，故C正确，D错误。8.(2016浙江高考)如图所示，a，b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31解析：选B当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由

9、安培定则知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；由法拉第电磁感应定律ES及SaSb91知，Ea9Eb，选项B正确；由R知两线圈的电阻关系为Ra3Rb，其感应电流之比为IaIb31，选项C错误；两线圈的电功率之比为PaPbEaIaEbIb271，选项D错误。9(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B10.5 T。一根直金属杆MN以v2 m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。杆MN的电阻r11 ，导轨的电阻可忽略。求杆MN中产生的感应电动势E1。(2)如图乙所示，一个匝数n100的圆形线圈，面积S10.4

10、m2，电阻r21 。在线圈中存在面积S20.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2。(3)将一个R2 的电阻分别与图甲和图乙中的a、b端相连接，然后b端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？并求出较高的电势a。解析：(1)杆MN做切割磁感线的运动，产生的感应电动势E1B1Lv0.3 V。(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，产生的感应电动势E2nS24.5 V。(3)题图甲中ab0，题图乙中ab0，所以当电阻R与题图甲中的导轨相连接时，a端的电势较高。此时通过电阻R的电流I电阻R两端的电势差abI

11、Ra端的电势aIR0.2 V。答案：(1)0.3 V(2)4.5 V(3)与图甲中的导轨相连接a端电势高a0.2 V10.(2018江西吉安一中模拟)如图所示，竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨，间距为L，导轨间的空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场；将一质量为m、电阻为R的金属杆水平靠在导轨处上下运动，与导轨接触良好。(1)若磁感应强度随时间变化满足Bkt，k为已知非零常数，金属杆在距离导轨顶部L处释放，则何时释放，会获得向上的加速度。(2)若磁感应强度随时间变化满足B，B0、c、d均为已知非零常数，为使金属杆中没有感应电流产生，从t0时刻起，金属杆应在外力作用下做何种运动？解析：(1

12、)由法拉第电磁感应定律得：ESkL2安培力：FABILBLBLktL，设t时刻能获得向上的加速度，此时安培力：FAmg，即：mg，解得：t；(2)设t0时，金属杆距离顶部x，为了不产生感应电流，任意时刻通过闭合回路的磁通量应与刚开始相同，设t时间内位移为s，已知：B，磁通量保持不变，则LxL(xs)，解得：st2，金属杆由静止开始向下做匀加速直线运动。答案：(1)在t时释放金属杆，加速度向上(2)金属杆由静止开始向下做匀加速直线运动B级拔高题目稳做准做11.多选(2018株洲市高三教学质量统一检测)用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图所示。把它们放在磁感

13、应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。当磁场均匀减弱时()A圆环和线框中的电流方向都为顺时针B圆环和线框中的电流方向都为逆时针C圆环和线框中的电流大小之比为 1D圆环和线框中的电流大小之比为21解析：选AC根据楞次定律可得当磁场均匀减小时，线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流方向都为顺时针，A正确B错误；设圆半径为a，则圆面积为Sa2，圆周长为L2a，正方形面积为S2a2，正方形周长为L4a，因为磁场是均匀减小的，故E，所以圆和正方形内的电动势之比为，两者的电阻之比为，故电流之比为，故C正确D错误。12.多选(2018石家庄模拟)如图甲所示，质量m3.01

14、03 kg的形金属细框竖直放置在两水银槽中, 形框的水平细杆CD长l0.20 m，处于磁感应强度大小为B11.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n300匝、面积S0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t0.22 s时闭合开关K，瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力)，跳起的最大高度h0.20 m。不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2，下列说法正确的是()A00.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 VB开关K闭合瞬间，CD中的电流方向由C到DC磁感应强度B2的方向竖直向下D开

15、关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03 C解析：选BD由题图乙所示图像可知，00.10 s内：BS(10)0.01 Wb0.01 Wb,00.10 s内线圈中的感应电动势大小：En300 V30 V，故选项A错误；由题可知细杆CD所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知，电流方向为：CD，由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图像可知，在0.20.25 s内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，磁感应强度B2方向竖直向上，故选项B正确，选项C错误；对细框，由动量定理得：B1Iltmv0，细框竖直向上做竖直上抛运动：v22gh，电荷量：QIt，解得：Q C0.03 C，故选项D正确

16、。13.(2018梅州模拟)如图所示，粗糙斜面的倾角37，半径r0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n10匝的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个额定功率P1.25 W的小灯泡L相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m2 kg，总电阻R01.25 ，边长L2r，与斜面间的动摩擦因数0.5。从t0时起，磁场的磁感应强度按B2t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)线框不动时，回路中的感应电动势E；(2)小灯泡正常发光时的电阻R；(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q。解析：(1)由法拉第电磁感应定律有Ennr22.5 V。(2)小灯泡正常发光，有PI2R由闭合电路欧姆定律有EI(R0R)即P2R代入数据解得R1.25 。(3)当线框恰好要运动时，设磁场的磁感应强度大小为B对线框bc边处于磁场中的部分受力分析安培力F安nBI2r由共点力的平衡条件有mgsin F安Ff2nBIrmgcos 解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B0.4 T可得线框在斜面上可保持静止的时间t s小灯泡产生的热量QPt1.25 J3.14 J。答案：(1)2.5 V(2)1.25 (3)3.14 J