1、1 2020 届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 自感 涡流 课时 作业 (建 议 用 时 ： 40 分 钟 ) 基础对点练 题组一：法拉第电磁感应定律的应用 1 (多 选 )(2016 苏 高 考 )电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近 的金属弦被磁化，因此弦振动时，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。下 列说法正确的有 ( ) A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B取走磁体，电 吉他将不能正常工作 C 增 加 线 圈 匝 数 可 以 增 大 线 圈 中 的 感 应 电 动 势 D 弦 振 动 过 程 中 ， 线 圈 中 的 电 流 方 向 不 断 变 化 B
2、CD 铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项 A 错误；取走磁 体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项 B 正确； 增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律 E N t 知，线圈的感应电动势变大， 2 选项 C 正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流 的方向不断变化，选项 D 正确。 2.(多 选 )(2019 州 模 拟 )目前无线电力传输技术已经比较成熟，如图所示为一 种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右 相邻或上下相对的位置，利用这一原理可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是
3、 ( ) 3 A. 若 A 线 圈 中 输 入 电 流 ， B 线圈中就会产生感应电动势 B. 只有 A 线圈中输入变化的电流， B 线圈中才会产生感应电动势 CA 中电流越大， B 中感应电动势越大 DA 中电流变化越快， B 中感应电动势越大 BD 根据法拉第电磁感应定律，只有 A 线圈中输入变化的电流， B 线圈中才会 产生感应电动势，若 A 线圈中输入恒定电流， B 线圈中不会产生感应电动势， 选项 A 错误， B 正 确；根据法拉第电磁感应定律， A 线圈中电流变化越快， B 线 圈中感应电动势越大，选项 D 正确， C 错 误。 3.(2016 北 京高考 )如图所示，匀强磁场中有
4、两个导体圆环 a、 b， 磁场方向与圆 环 所 在 平 面 垂 直 。 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 均 匀 增 大 。 两 圆 环 半 径 之 比 为 2 1， 圆 环 中 产 生 的 感 应 电 动 势 分 别 为 Ea 和 Eb。不考虑两圆环间的相互影响。 下列说法正确的 是 ( ) A. EaEb 4 1， 感 应 电 流 均 沿 逆 时 针 方 向 B. EaEb 41，感应电流均沿顺时针方向 C. EaEb 2 1， 感 应 电 流 均 沿 逆 时 针 方 向 D. EaEb 2 1， 感 应 电 流 均 沿 顺 时 针 方 向 4 B 由楞次定律知， 题中圆环感应电流产生的
5、磁场与原磁场方向相反， 故感应 电流沿顺时针方向。由法拉第电磁感应定律知 E t BS t B2 t ，由于两圆 环半径之比 RaRb21，所以 EaEb41 ，选项 B 正确。 4 (2019 德州模拟 )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 5 向里，磁感应强度以 B B0 Kt(K0)随时间变化。 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 KL2 C C. 带 正 电 ，
6、 电 荷 量 是 D. 带 负 电 ， 电 荷 量 是 4 KL2C 4 D 磁感应强度均匀增加，回路中产生的感应电动势的方向为逆时针方向， Q B 2 L 板 带 正 电 ， P 板 带 负 电 ， A、C 错 误 ； E t S KR ，L2 R， R 2， 解 得 E KL2 4， 电容器上的电荷量 QC E KL2C 4 ， B 错 误 ， D 正 确 。 题组二：动生电动势的产生及应用 5. 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 沿 逆 时 针 方 向 匀 速 运 动 ， 则 通 过 电 阻 R 的 电 流 的 方
7、向 和 大 小 是 (金属圆盘的 电 阻 不 计 )( ) 6 2Br A 由 c 到 d， I C 由 c 到 d， I Br2 R B 由 d 到 c， I Br2 2R D 由 d 到 c，I Br2 R Br2 2R D 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 E 1 2，所以通过电阻 R 的电流大小是 I Br 2 2R ， 选 项 D 正 确 。 6. 如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨 ab、 cd， b、 d 间连有一固定电阻 R， 7 导 轨 电 阻 可 忽 略 不 计 。 MN 为 放 在 ab 和 cd上 的 一
8、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 ( ) 1 2Blv ，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 经 R 到 d B U Blv， 流过固定电阻 R 的感应电流由 d 经 R 到 b B2l2v C MN 受到的安培力大小 FA D
9、 MN 受到的安培力大小 FA 2R ，方向水平向右 B2l2v R ，方向水平向左 A 根据电磁感应定律， MN 产生的电动势 E Blv， 由于 MN 的电阻与外电 1 1 路电阻相同，所以 MN 两端的电压 U 2E 2Blv ，根据右手定则，流过固定电阻 B2l2v 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 2R ， AU 8 方向水平向左，故 C、 D 错误。 7(多选 )(2019 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
10、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B CD 段直 导线始终不受安培力C 感应电动势的最大 值 E Bdv 9 1 D感应电动势的平均值 E 8Bdv 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。根据左手定则判断， CD 段直导线电流方向与磁场垂直，所受安培力方向竖直向 下，选项 B 错误。线圈进 磁场切割磁感线的有效长度是线圈与 MN 交点的连线，进磁场过程中，有效切割 d 长度最长为
11、半径，所以感应电动势最大为 B2v， 选项 C 错误。 感应电动势平均值 E 1 d 2 t B22 d v Bdv 8 ，选项 D 正 确 。 题组三：自感现象 8(多选 )如图所示，灯泡 A、B 与定值电阻的阻值均为 R，L 是自感系数较大的线圈， 当 S1 闭合、 S2 断开且电路稳定时， A、 B 两灯亮度相同，再闭合 S2， 待电路稳定后将 S1 断开，下列说法中 正确的是 ( ) AB 灯立即熄灭 BA 灯将比原来更亮一下后熄灭 C. 有 电 流 通 过 B 灯 ， 方 向 为 cd D. 有 电 流 通 过 A 灯 ， 方 向 为 ba AD S1 闭合、S 2 断开且电路稳定时
12、， A、 B 两 10 灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈 L 没有自感作用，可知线圈 L 的电阻也为 R，在 S2、 S1 都闭合且稳定时， IA I B， 当 S2 闭合、S 1 突然断开时，由于线圈的自感作用，流 过 A 灯的电流方向变为 b a， 但 A 灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项D 正确，B 错误；由于定值电阻 R 没有自感作用，故断开 S1 时， B 灯立即熄灭， 11 选项 A 正确， C 错误。 9 (多 选 )(2019 考点综合练 义 模 拟 )如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平 行板电容器 C 和电阻 R，导体棒 MN 放在导轨上且接
13、触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中， 磁感 应强度 B 的变化情况如图乙所示 (图甲所示磁感应强度方 向为正 )， MN 始终保持静止，则 0 t2 时间 ( ) 甲 乙 A. 电 容 器 C 的电荷量大小始终没变 B. 电 容 器 C 的 a 板先带正电后带负电C MN 所 受安培力的大小始终没变D MN 所 受 安 培 力 的 方 向 先 向 右 后 向 左 AD 由题图乙可知，磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，由 C Q U可知， 感应电动势不变，电容器的电压 U 不变，则电荷量大小不变，故 A 正确；根据楞次定 律可知 MN 中的感应电流方向由 N 到 M ，电容器的 a 极板
14、一直带正电，故 B 错误；感应电流不 变，由于磁感应强度的大小变化， MN 所受安培力 F BIL 的大小先减小后增大，方向先向右后向 左，故 C 错误，D 正确。 10.(2019 长 沙 模 拟 )如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图 12 所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用 0.3 s时间拉出，外力所做的功为 W1， 通过 导线截面的电荷量为 q1； 第二次用 0.9 s 时间拉出，外力所做的功为 W2，通过 导线截面的电荷量为 q2， 则 ( ) A W1W2， q1q2 C 两次拉出的速度之比 v 1v2 31， 电动势之比 E1E2 31， 电流之比 I 1I 2
15、 31， 则电荷量之比 q1q2(I 1t1)(I 2t2) 11。安培力之比 F 1F 2 31， 则外力做功之比 W1W2 31， 故 C 正确。 11 (多选) 如图甲所示， abcd是匝数为 100 匝、边长为 10 cm、总电阻为 0.1 的正 方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，则以 下说法正确的是 ( ) 甲 乙 A. 导线圈中产生的是交变电流 B. 在 t 2.5 s时导线圈产生的感应电动势为 1 V C. 在 02 s内通过导线横截面的电荷量为 20 C D. 在 t 1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为 10
16、 W ACD 在 02 s 内，磁感应强度变化率为 B1 1 T/s，根据法拉第电磁感应 定律，产生的感应电动势为 E1 B2 B1 nS t1 100 0.121 V 1 V ； 在 2 3 s 内，磁 感应强度变化率为 t2 2 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为 E2 B2 nS t2 1000.122 V 2 V。 导线圈中产生的感应电流为方波交变电流， 选 14 项 A 正确；在 t 2.5 s时，产生的感应电动势为 E2 2 V， 选项 B 错误；在 0 2 s E1 内，感应电流 I R 10 A， 通过导体横截面的电荷量为 qI t 20 C， 选项 C 正 确
17、； 在 t1 s 时，导线圈内感应电流的瞬时功率 P UI I 2R 1020.1 W 10 W， 选项 D 正确。 12 (多 选 )(2019 阳 模 拟 )如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模 15 型原理图。把一个半径为 r 的铜盘放在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，使磁感线水平 向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片 C、 D 分别与转动轴和铜盘的 边缘接触， G 为灵敏电流表。现使铜盘按照图示方向以角速度 匀速转动，则下 列说法中正确的是 ( ) A C 点电势一定高于 D 点电势 B 圆盘中产生的感应电动势大小为 1 2 B 2 C 电流表中的电流方向为由
18、 a 到 b D 若 铜 盘 不 转 动 ， 使 所 加 磁 场 磁 感 应 强 度 均 匀 增 大 ， 在 铜 盘 中 可 以 产 生 涡 旋 电流 BD 把铜盘看成由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘转动时，每 根铜棒都在切割磁感线， 相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心 为 电 源 负 极 ， C 点 电 势 低 于 D 点 电 势 ， 选 项 A 错 误 ； 此 电 源 对 外 电 路 供 电 ， 电 流 由 b 经电流表再从 a 流向铜盘，选项 C 错误；铜盘转动切割磁感线，相当于电源， 16 1 1 2 回路中感应电动势为 E Brv Br2r 2Br， 选项 B
19、 正确；若铜盘不转动，使 所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电 荷在电场力的作用下定 向移动，形成环形电流，选项 D 正确。 13 (2019 葫 芦 岛 模 拟 )如 图 甲 所 示 ， 用 粗 细 均 匀 的 导 线 制 成 的 一 只 圆 形 金 属 圈 ， 现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为 m0 .1 kg，半径为 r0 .1 m，导 线单位长度的阻值为 0 .1 /。金属圈的上半部分处在一方向 垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示。金属圈下 半部分在磁场外。已知从 t 0 时刻
20、起，测得经过 10 s丝线刚好被拉断。重力加速度 g 取 10 m/s2。求： 17 t 甲 乙 (1)金属圈中感应电流的大小及方向； (2)丝线所 能承受的最大拉力 F ； (3)此过程中金属圈中产生的焦耳热 Q。 解析： (1)由楞次定律可知，金属圈中电流方向为逆时针方向 由题图乙知 B t 0.8 T/s 金属圈的电阻为 R2 r r2 B 2 B r 0.1 金属圈中感应电流 I tR t 2r t 4 0.840.1 A0 .2 A。 (2)t 时刻磁感应强度 B B t 18 金属圈受到的安培力 F 安 B I 2r 丝线的拉力 F F 安 m g 2BIr mg 当 t10 s 时， 代入数据得 F 1.32 N。 (3) 金属圈中产生的焦耳热 Q I 2Rt 代 入 数 据 得 Q 0.025 J。 答 案 ： 见 解 析
