高考物理總復習（教科版）第十章 電磁感應 第2課時 法拉第電磁感應定律自感和渦流

笫2課時法拉笫電磁感應定律自感和渦流

.......一Y基礎題組S........-

1.（2018-大連模擬）如圖,電源電動勢為E,線圈L的直流電阻不計.則以下判

斷正確的是（C）

A.閉合S,穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E

B.閉合S,穩(wěn)定后，電容器的a極帶正電

C.斷開S瞬間，電容器的a極將帶正電

D.斷開S瞬間，電容器的a極將帶負電

解析:因線圈L的直流電阻不計，則閉合S,穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為零，電容

器帶電荷量為零，選項A,B錯誤;斷開S瞬間,在線圈L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電

流的減小，通過L的電流向左，對電容器充電,a板帶正電，選項C正確,D錯誤.

2.（多選）如圖所示,閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側上升,

設環(huán)的初速度為零，摩擦不計,曲面處在圖示磁場中，則（BD）

A.若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h

B.若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h

C.若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h

D.若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h

解析:若是勻強磁場，金屬環(huán)中無渦流產(chǎn)生，無機械能損失，故選項A錯誤,B正

確.若是非勻強磁場,金屬環(huán)中有渦流產(chǎn)生，機械能損失轉化為內(nèi)能,故選項C錯

誤,D正確.

3.（2018?宜春模擬）（多選）如圖所示，是高頻焊接機原理示意圖，線圈中通一

高頻電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量

的熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法中正

AD

縫處

待

焊接

頻S

工

件

源

導

線

府

線

A.交變電流的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快

B.交變電流的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快

C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻小

D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大

解析:線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,

感應電流的大小與感應電動勢有關，電流變化的頻率越高，電流變化得越快，感應

電動勢越大，選項A正確,B錯誤;工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量就多，選

項C錯誤,D正確.

4.（2018?銅仁市模擬）用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2m,正方形的

一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖所示.當磁感應強度以10T/S的變化

率增強時,線框中a,b兩點間的電勢差是（B）

A.Uab=0.1V

B.Uab=0.1V

C.Uab=0.2V

D.Uab=0.2V

解析:正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應電動勢,從而在線框中

一

廠

有感應電流產(chǎn)生，把左半部分線框看成電源，其電動勢為E,內(nèi)電阻為一其等效電路

I2_r

如圖所示.

則a,b兩點間的電勢差即為電源的路端電壓，設1是邊長，且依題意知胃二10

-

r

2-

-V=0.1

V,由于a點電勢低于b點電勢，故Uab=0.lM故B正確,A,C,D錯誤.

r

2

5.（2018?石家莊模擬）如圖所示,半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁

場B中，繞O軸以角速度3沿逆時針方向勻速轉動，則通過電阻R的電流的方向

和大小是（金屬圓盤的電阻不計）（D）

A.由c到d,IB.由d到c,I

c.由C到d,I^^D.由d到。1二圈

解析:由右手定則判定通過電阻R的電流的方向是由d到c;而金屬圓盤產(chǎn)生

的感應電動勢E^r2%所以通過電阻R的電流大小是I=^,D正確.

6.（2017?西寧二模）（多選）如圖所示,足夠長的平行光滑導軌固定在水平面上,

導軌間距為L=1m,其右端連接有定值電阻R=2Q,整個裝置處于垂直導軌平面、

磁感應強度B=1T的勻強磁場中.一質(zhì)量m=2kg的金屬棒在恒定的水平拉力

F=10N的作用下，在導軌上由靜止開始向左運動，運動中金屬棒始終與導軌垂直.

導軌及金屬棒的電阻不計，下列說法正確的是（ACD）

A.產(chǎn)生的感應電流方向在金屬棒中由a指向b

B.金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止

C.金屬棒的最大加速度為5m/s2

D.水平拉力的最大功率為200W

解析:金屬棒向左運動切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應電流

方向由a-b,A正確;金屬棒所受的安培力先小于拉力,棒做加速運動，后等于拉力

做勻速直線運動，速度達到最大,B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得F^=ma,可知棒

的速度v增大,加速度a減小，所以棒剛開始運動時加速度最大，最大加速度

22

amax用唱m/s=5m/s,C正確;當棒的加速度a=0時速度最大,設最大速度為vmax,

則有F=叫所以Vmax=H=丁-m/s=20m/s,所以水平拉力的最大功率

IRII#X"

Pmax=Fvmax=10X20W=200W,D正確.

7.（2018?哈密市校級模擬）線圈所圍的面積為0.1m2,線圈電阻為1。.規(guī)

定線圈中感應電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖（甲）所示.磁場的磁

感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖（乙）所示.則以下說法正確的是（C）

A.在時間（）?5s內(nèi)』的最大值為（）.1A

B.在4s末,1的方向為正

C前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01C

D.第3s內(nèi),線圈的發(fā)熱功率最大

解析油題圖（乙）看出，在0s時圖線的斜率最大,B的變化率最大，根據(jù)閉合電

路歐姆定律得,1=』=工,0s時刻磁感應強度變化率為0.1,則最大電流匚月普

1\\JLX1

A=（）.（）lA,故A錯誤.在4s末，穿過線圈的磁場方向向上，磁通量減小，則根據(jù)楞次

定律判斷得知,1的方向為逆時針方向，即為負方向，故B錯誤.前2s內(nèi)，通過線圈某

截面的總電荷量q二償萼用羽C=0.01C,故C正確;第3s內(nèi),B沒有變化，線

KK1

圈中沒有感應電流產(chǎn)生,則線圈的發(fā)熱功率為。，故D錯誤.

8.（2018?張家口校級模擬汝口圖（甲）所示,導體棒MN置于水平導軌上,PQMN

所圍的面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻，不計導軌和導體棒的電阻.導軌所在

區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0?2to時間內(nèi)

磁感應強度的變化情況如圖（乙）所示,導體棒MN始終處于靜止狀態(tài).下列說法正

確的是（B）

28。

8。

A.在。?to和to?2to時間內(nèi)，導體棒受到的導軌的摩擦力方向相同

B.在。?to內(nèi)，通過導體棒的電流方向為N到M

C.在to?2to內(nèi)，通過電阻R的電流大小為何

D.在0?2to時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為V

解析:在0?to時間內(nèi)磁通量在減小，則導體棒有向右運動的趨勢，摩擦力水平

向左.在to?2to時間內(nèi)磁通量增大，同理可判斷導體棒有向左運動的趨勢,摩擦力

水平向右，選項A錯誤;0?to內(nèi)豎直向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律撼應電流的

方向由N到M,選項B正確;導體棒MN始終靜止，與導軌圍成的面積不變，根據(jù)電

磁感應定律可得感應電動勢E=警端，即感應電動勢與B-t圖像斜率成正比,0?

to的感應電流大小h=|5=Ms曰S,to?2to的感應電流大小L丹德S二於S,選

illQACtv￡\CQ

項C錯;在0?2to時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量Q=華，選項D錯.

9.（2018?南昌模擬）如圖所示，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán),導線的兩端接

在電容為C的平行板電容器上,P,Q為電容器的兩個極板，磁場方向垂直于環(huán)面向

里，磁感應強度以8=30+~（1<>0）隨時間變化.t=0時,P,Q兩極板電勢相等，兩極板間

的距離遠小于環(huán)的半徑.經(jīng)時間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，電荷量是慍D.帶負電，電荷量是留

解析:磁感應強度均勻增加，回路中產(chǎn)生的充電電流的方向為逆時針方向,Q

板帶正電,P板帶負電,A錯誤;由于E二第圈?S=K?兀R）而L=2JiR,R=0W

得E二1[.電容器上的電荷量Q=CE=S,B,C錯誤,D正確.

47rl|47r|

10.（2017?濰坊一模）（多選）如圖（甲）所示，線圈兩端a,b與一電阻R用連.線圈

內(nèi)有垂直線圈平面向里的磁場產(chǎn)（）時起，穿過線圈的磁通量按圖（乙）所示規(guī)律變

化.下列說法正確是（AC）

（甲）億）

A.0時刻,R中電流方向由a到b

B.t|o時刻,R中電流方向由a到b

C.0?to時間內(nèi)R中的電流是S?2t（）時間內(nèi)的日

D.0?to時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是to?2to時間內(nèi)的日

解析q時刻，線圈中向里的磁通量在增加,根據(jù)楞次定律，感應電流沿逆時針

3

方向，所以R中電流方向由a到b,故A正確;/時刻，線圈中向里的磁通量在減少,

根據(jù)楞次定律，感應電流沿順時針方向,R中的電流方向由b到a,故B錯誤;0?to

24一①0

時間內(nèi)感應電動勢E尸

o

-

1

~

姆定律用，知?時間內(nèi)2正確;根據(jù)焦耳定

I0toR中的電流是to?2lo時間的_C

口，故D錯誤.

律Q=12Rt,知0?to時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是to?2to時間內(nèi)的

一能力題組…

11.曜號?泰安二模x多選）如圖（甲）所示,間距為L的光滑導軌水平放

置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B,軌道左側連接一定值電阻R.垂直導

軌的導體棒ab在水平外力F作用下沿導軌運動,F隨t變化的規(guī)律如圖（乙）所示.

在。?to時間內(nèi)，棒從靜止開始做勻加速直線運動.（乙）圖中to,B,F2為已知，棒和軌

道的電阻不計.則（BD）

A.在to以后，導體棒一直做勻加速直線運動

B.在to以后，導體棒先做加速,最后做勻速直線運動

2（七_/）

C.在0?to時間內(nèi)，導體棒的加速度大小為B?L2t|

D.在。?班時間內(nèi)，通過導體棒橫截面的電荷量為陰印

ZDL

解析:因在（）?to時間內(nèi)棒做勻加速直線運動，故在to時刻F2大于棒所受的安

培力，在to以后，外力保持F2不變，安培力逐漸變大，導體棒做加速度越來越小的加

速運動，當加速度a=0,即導體棒所受安培力與外力F2大小相等后,導體棒做勻速

直線運動，故A錯誤,B正確;設在。?to時間內(nèi)導體棒的加速度為a,導體棒的質(zhì)量

為m,to時刻導體棒的速度為v,根據(jù)牛頓運動定律40時有Fkma.t=to時有

=ma而v=

(4-Q)H

ato,由此得a—，故C錯誤;在O~to內(nèi),導體棒ab掃過面積△S=

1|（F-F.）Rt而||（F-

，阿f2c廁通過導體橫截面的電荷7量故D正確?

（2018?濟南模擬）（多選）如圖，兩根電阻不計的足夠長的光滑金屬導軌

MN,PQ,間距為L,兩導軌構成的平面與水平面成0角.金屬棒ab,cd用絕緣輕繩連

接，其電阻均為R,質(zhì)量分別為m和2m.沿斜面向上的外力F作用在cd上使兩棒

靜止，整個裝置處在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，重力加

速度大小為g.將輕繩燒斷后，保持F不變,金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好.則

（AD）

A.輕繩燒斷瞬間,cd的加速度大小a=^gsin0

B.輕繩燒斷后,cd做勻加速運動

C.輕繩燒斷后,任意時刻兩棒運動的速度大小之比Vab:vcd=l：2

、4mgRsin6

D.棒ab的取大速度丫麗二口后

解析:輕繩燒斷前，對兩金屬棒組成的整體，有F=(m+2m)gsin。=3mgsin。，

輕繩燒斷瞬間，對cd有F2mgsin。=2ma解得aggsin。，故A正確;隨著速度的

變化，電動勢不斷變化,電流不斷變化，安培力不斷變化，加速度不斷變化，所以cd

棒不可能做勻加速運動，故B錯誤;兩金屬棒組成的系統(tǒng)合力為(),動量守恒，所以

有0二mvab2mvcd,得vab:Vcd=2：1,故C錯誤;回路總電動勢E=BLvab+BLvcd,因為

Vab=2vcd,由閉合電路歐姆定律得當棒ab速度最大時，有BIL=mgsin。，

4q/?sinU

則得Vabm二［解嚴,故D正確.

河北邢臺模擬)如圖1所示,在磁感應強度B=l.oT的有界

勻強磁場中(MN為邊界)，用外力將邊長為L=l()cm的正方形金屬線框向右勻速

拉出磁場，己知在線框拉出磁場的過程中,ab邊受到的磁場力F隨時間t變化的關

系如圖2