2021版高考物理一轮复习 考点集训（四十一）第2节 法拉第电磁感应定律（含解析）.docx

1、考点集训(四十一)第2节法拉第电磁感应定律A组1将多匝闭合线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析 根据EN可知，感应电动势的大小与线圈的匝数有关，选项A错误；穿过线圈的磁通量越大，感应电动势不一定越大，选项B错误；穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，选项C正确；根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向可能相同，也可能相反，选项D错误答案 C2如图甲所示，闭合回路由电阻

2、R与单匝导线框组成，其面积大小为S，内部磁场大小按Bt图变化，方向如图，且Bt图线的斜率为k，则回路中()A感应电流的方向为逆时针方向B感应电流的电流强度越来越大C磁通量的变化率越来越大D产生的感应电动势大小为kS解析 由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故A错误；由图象可知，磁感应强度随时间均匀增大，则由BS可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，由法拉第电磁感应定律可知EkS，感应电动势保持不变，电流强度不变，故BC错误，D正确答案 D3如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是()A闭合开关S后，L1会逐渐变亮B闭合开

3、关S稳定后，L1、L2亮度相同C断开S的瞬间，L1会逐渐熄灭D断开S的瞬间，a点的电势比b点高解析 闭合开关S后，线圈自感只是阻碍流过L的电流增大，但两灯立刻变亮，故A错误；闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将更亮，因此L1、L2亮度不同，故B错误；断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势高于b端，但此时的二极管反接，所以回路中没有电流，L1立即熄灭，故C错误，D正确答案 D4如图所示，螺线管内有沿着轴线的外加磁场，以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一

4、闭合小金属圆环，圆环面与导线框在同一平面内当螺线管内磁场的磁感应强度B随时间按图示规律变化时，则在t1t2时间内()A环有收缩趋势B环有扩张趋势C环先有收缩趋势后有扩张趋势D环先有扩张趋势后有收缩趋势解析 在t1t2时间内，穿过圆环的磁通量向上不是均匀减小，而是减小的越来越慢，由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的电动势越来越小，所以电路中的电流越来越小，则外部abcd产生的磁场越来越小；由楞次定律可以确定圆环必须增大面积以阻碍磁通量的减小，故有扩张的趋势，B正确答案 B5如图所示，一个闭合回路由两部分组成右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直向上均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为的平行导轨，

5、宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，下述判断不正确的是()A圆形线圈中的磁场，方向向上均匀增强B导体棒a、b受到的安培力大小为mgsin C回路中的感应电流为D圆形导线中的电热功率为(rR)解析 导体棒此时恰好能静止在导轨上，根据左手定则，感应电流的方向ba，感应电流的磁场方向向下，则右侧圆形线圈中的磁场应均匀增加，A正确；由导体棒平衡有：F安mgsin ，B正确；根据安培力公式F安B2Id，C正确；圆形导线中的电热功率Pr，D错误答案 D6(多选)如图甲所示，a、b两个金属圆环通过导线相连构成回

6、路，在a环中加垂直于环面的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，磁感应强度垂直于环面向里为正，则下列说法正确的是()A01 s内，a、b两环中的磁场方向相反Bt2 s时刻，b环中磁通量为零C13 s内，b环中的电流始终沿顺时针方向D24 s内，b环中的磁通量先增大后减小解析 01 s内，a环中磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知a、b环中的感应电流沿逆时针方向，根据安培定则可知b环中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，故选项A符合题意；t2 s时刻a环中磁通量的变化率最大，感应电流最大，因此b环中感应电流的磁通量不为零，故选项B不符合题意；13 s内，a环中磁通量先向里减小，后向外增

7、大，根据楞次定律可知a环中感应电流方向始终沿顺时针方向，因此b环中的感应电流方向始终沿顺时针方向，故选项C符合题意；24 s内，a环中磁通量的变化率先减小后增大，因此a环中感应电流先减小后增大，b环中磁通量先减小后增大，故选项D不符合题意答案 AC7如图所示，有两根竖直放置的光滑金属导轨MN、PQ，导轨间的距离为L2 m，导轨下端接有阻值为R1 的电阻，在两导轨之间有两个半径均为r0.5 m的圆形磁场区域，下方区域磁场的方向垂直导轨平面向里，磁感应强度随时间均匀增大且变化率为 T/s，上方磁场区域为匀强磁场且磁感应强度大小不变，一根质量为m1 kg、电阻为1 的金属棒ab与上方磁场区域的直径重

8、合并与导轨垂直放置，金属棒恰好静止，不计金属导轨的电阻，则上方区域磁场的大小和方向为(重力加速度g取10 m/s2)()A大小为10 T，方向垂直于导轨平面向里B大小为5 T，方向垂直于导轨平面向里C大小为10 T，方向垂直于导轨平面向外D大小为5 T，方向垂直于导轨平面向外解析 根据楞次定律知回路中感应电流方向为aNQba，ab棒中电流方向由b到a，ab棒所受的安培力方向竖直向上，由左手定则判断知上方区城磁场的方向垂直于导轨平面向外根据法拉第电磁感应定律知，回路中产生的感应电动势为Er20.52 V2 V，通过ab棒的感应电流为I A1 A金属棒恰好静止，则有BI2rmg，解得B10 T，C

9、正确答案 C8如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框运动过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A. B. C. D.解析 设半圆弧的半径为r，线框匀速转动时产生的感应电动势E1B0rB0r2.当磁感应强度大小随时间线性变化时，产生的感应电动势E2Sr2，要使两次产生的感应电流大小相等，则E1E2，即B0r2r2，解得，选项C

10、正确答案 CB组9(多选)如图所示的电路中，L为自感线圈，其直流电阻与电阻R相等，C为电容器，电源内阻不可忽略当开关S由闭合变为断开的瞬间，下列说法正确的是()AA灯闪亮一下再熄灭B流经电阻R的电流方向向右C电容器将充电D没有电流通过B灯解析 S闭合稳定时，通过L的电流和A灯的电流方向均向右，且IL大于IA；当开关S断开时，自感线圈中将产生自感电动势阻碍原来电流的减小，因此在由L、A、R组成的闭合电路中，有一顺时针方向的电流，即流经电阻R的电流方向向左，且从IL开始逐渐减小，故A灯突然闪亮一下再熄灭，故A正确，B错误；当开关S断开时，电容器两端电压变大，电源继续给电容器充电，故B灯中有电流通过

11、，故C正确，D错误答案 AC10(多选)用一条形金属板折成一矩形框架，框架左边竖直、右边是缺口，截面如图所示框架在垂直纸面水平向里的匀强磁场中，以速度v1水平向右匀速运动；此时从框架右方的缺口处垂直于磁场射入一速度为v2、方向向左的带电油滴若油滴恰好在框架内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列判断正确的是()A油滴带正电B油滴带负电C油滴做匀速圆周运动，半径为D油滴做匀速圆周运动，半径为解析 金属框架在磁场中切割磁感线运动，由右手定则可知上板带正电，下板带负电油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，说明油滴受的重力与电场力平衡，可判定油滴带负电，故选项B正确，A错误；油滴做匀速圆周运动，油滴受重力与

12、电场力等大，则mgqEq，解得m；根据牛顿第二定律可得qv2B，解得圆周的半径R，故选项C正确，D错误答案 BC11如图所示，有一个磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一半径为r、电阻均匀分布且为2R的金属圆环放置在磁场中，金属圆环所在的平面与磁场垂直金属杆Oa一端可绕环的圆心O顺时针旋转，另一端a搁在环上，电阻值为R；另一金属杆Ob一端固定在O点，另一端b固定在环上，电阻值也是R.已知Oa杆以角速度匀速旋转，所有接触点接触良好，Ob不影响Oa的转动，则下列说法正确的是()A流过Oa的电流可能为B金属杆Ob两端最大的电势差为CO点电势高于a点电势D产生的感应电动势的大小为B2r解析

13、Oa杆切割磁感线产生感应电动势为EBrBrBrBr2，故D错误；金属杆Oa顺时针旋转，由右手定则可知，感应电流由O流向a，Oa相当于电源，在电源内部电流从低电势点流向高电势点，则a点电势高，故C错误；当Oa转到最高点时，外电路总电阻最大，通过Oa的电流最小，最小电流为Imin.当Oa与Ob重合时，环的电阻为0，外电路总电阻最小，通过Oa的电流最大，最大电流为Imax，故流过Oa的电流的范围为I，流过Oa的电流可能为，故A正确；流过Ob的最大电流为，OB两端的最大电压UIRR，故B错误答案 A12如图甲所示，电阻r2 的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长L2 m、间距d1 m的平行

14、金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R4 的电阻，金属棒与导轨接触良好，从t0时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在t0.1 s时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动取重力加速度g10 m/s2.求：(1)在0.1 s内，导体棒上所通过的电流大小和方向；(2)在0.1 s内，电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q；(3)在0.05 s时刻，导体棒所受磁场作用力的大小F和方向解析 (1)由法拉第电磁感应定律可知，在0.1 s时间内回路中感应电动势E由欧姆定律可得I，由图象可得12 T/s，代入数据可得I2 A，电流方向从b到a.(2)在0.1 s时间内通过电阻R的电荷量qIt得q0.2 C；电阻R产生的焦耳热QI2Rt，解得Q1.6 J.(3)导体棒所受磁场作用力的大小FBId，Bt0.6 T，代入数据可得F1.2 N；根据左手定则，磁场力方向向左