2021高考物理一轮复习 第十章 微专题72 法拉第电磁感应定律的四种形式练习（含解析）教科版.docx

1、微专题72 法拉第电磁感应定律的四种形式1法拉第电磁感应定律：En(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则En；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则En；(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，|末初|，Enn.2导体棒切割磁感线时：EBLv3导体棒绕一端转动切割磁感线时：EBL24导线框绕与B垂直的轴转动时：ENBS1(多选)(2019福建泉州市期末质量检查)如图1甲所示，匀强磁场垂直穿过矩形金属线框abcd，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，下列说法正确的是()图1At1时刻线框的感应电流方向为abcdaBt3时刻线框的感应电流方向为abcda

2、Ct2时刻线框的感应电流最大Dt1时刻线框ab边受到的安培力方向向右2(多选)(2019陕西榆林市第三次测试)如图2所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称，一条形磁铁开始放在A点，中心与A点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为2，下列说法正确的是()图2A磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为B磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为EC磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为21D磁铁从A到B的过

3、程中，通过线圈某一截面的电荷量为零3(多选)(2020福建宁德市质检)如图3甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈下列说法正确的是()图3A当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电B当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压C当线圈M中的磁感应强度增加时，有电流从a端流出D充电时，t时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加B，则M两端电压为4(多选)(2019山东枣庄市上学期期末)如图4所示，水平放置的半径为2r的单匝圆形裸金属线圈A，其内部有半径为

4、r的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B、方向竖直向下；线圈A的圆心和磁场的圆心重合，线圈A的电阻为R.过圆心的两条虚线ab和cd相互垂直一根电阻不计的直导体棒垂直于ab放置，使导体棒沿ab从左向右以速度v匀速通过磁场区域，导体棒与线圈始终接触良好，线圈A中会有感应电流流过撤去导体棒，使磁场的磁感应强度均匀变化，线圈A中也会有感应电流，如果使cd左侧的线圈中感应电流大小和方向与导体棒经过cd位置时的相同，则()图4A磁场一定增强B磁场一定减弱C磁感应强度的变化率为D磁感应强度的变化率为5(多选)(2019贵州部分重点中学教学质量评测卷(四)长为L的细金属棒OP固定在顶角为2的塑料圆锥体侧面上，a

5、b为圆锥体底面直径圆锥体绕其轴OO以角速度在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中匀速转动，转动方向如图5所示，下列说法正确的是()图5A金属棒上O点的电势高于P点B金属棒上O点的电势低于P点C金属棒OP两端电势差大小为B2LsinD金属棒OP两端电势差大小为BL2sin26(2019湖北武汉市四月调研)如图6所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动当线圈绕轴以角速度沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是()图6At0时，线圈产生的感应电动势最大B0时间内，线圈中感应电流方向为abcdaCt时，线圈的磁通量为零，

6、感应电动势也为零D线圈每转动一周电流方向改变一次7(多选)(2019河南平顶山市一轮复习质检)如图7所示，边长为L的正三角形金属线框处于匀强磁场中，开始时线框平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，让线框以AB边为轴以角速度在磁场中匀速转过180的过程中，则()图7A通过线框导线截面的电荷量为0B线框中的感应电流方向先沿ACBA后沿ABCAC线框中的平均电动势为D线框中感应电动势的有效值为8(多选)(2019福建厦门市第一次质量检查)如图8所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系xOy，存在一个范围足够大的垂直纸面向里的水平磁场，磁感应强度沿x轴方向大小相同，沿y轴方向按Byky(k为大于零的常数)

7、的规律变化现将矩形闭合线圈ABCD靠近x轴从图示位置由静止释放，整个下落过程中，下列说法正确的是()图8A线圈运动过程中感应电流的方向沿BCDAB方向B线圈回路的电动势大小先与运动速率成正比，之后保持恒定C线圈回路消耗的电功率与运动速率成正比D通过线圈某一导线横截面的电荷量与运动时间成正比9(2020河北唐山市模拟)如图9甲所示是某同学设计的一种发电装置的示意图，线圈为l0.40m、匝数n200匝的正方形线圈，线圈绕M轴转动，线圈的电阻为R11.0.磁感应强度方向均沿半径方向，大小均匀分布，磁感应强度的大小均为BT外力推动线圈框架，使线圈绕轴线做周期为0.4s的匀速圆周运动现将整个装置作为电源

8、接在图乙电路中，小灯泡的电阻为R29.0，电压表为理想表下列说法中正确的是()图9A小灯泡中电流的大小为1.6AB电压表的示数为32VC电压表的示数为16VD外力的功率为102.4W10(多选)(2019山东临沂市上学期期末)如图10所示，位于同一绝缘水平面内的两根固定金属导轨MN、MN，电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场现将两根粗细均匀、电阻分布均匀的相同铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，运动过程中始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN垂直，不计一切摩擦，则下列说法正确的是()图10A回路中有顺时针方向的感应电流B回路中的感应电流不断减

9、小C回路中的热功率不断增大D两棒所受安培力的合力不断减小11.(多选)(2019山东日照市3月模拟)半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图11所示整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在N、Q之间接有一阻值为R的电阻导体棒AB在水平外力作用下，以角速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触导轨电阻不计，则()图11A导体棒AB两端的电压为Br2B电阻R中的电流方向从Q到NC外力的功率大小为D若导体棒不动，要产生同方

10、向的电流，磁感应强度应该减小12(2020广东省东莞市模拟)如图12所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5m，金属环总电阻为2，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度为B1T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5m、电阻为3的均匀导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为()图12A0.4VB0.65VC2.25VD4.5V答案精析1ADt1时刻穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框的感应电流方向为abcda，由左手定则

11、可知，线框ab边受到的安培力方向向右，选项A、D正确；t3时刻穿过线圈的磁通量向里减小，可知线框的感应电流方向为adcba，选项B错误；Bt图像的斜率等于磁感应强度的变化率，可知t2时刻磁感应强度的变化率为零，则线框的感应电流为零，选项C错误2BD磁铁在A点时，线圈中的磁通量为1，故通过一匝线圈的磁通量也为1，与匝数无关，故A错误；磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为En，故B正确；磁铁从A到B的过程中，磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，平均感应电流为零，通过线圈某一截面的电荷量为零，故C错误，D正确3AC当送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，

12、受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A正确；当线圈N接入正弦式交变电流时，受电线圈M中的磁通量线圈按正弦式变化，故M两端产生正弦式电压，故B错误；穿过线圈M的磁感应强度增加，根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁通量向下，故感应电流方向从b向a，即电流从a端流出，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，有：EnnS，设受电线圈外接电路的电阻为R，由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压UR，故D错误4AC根据右手定则，导体棒切割磁感线产生的感应电流流过cd左侧的线圈中感应电流的方向是逆时针的，根据楞次定律，使磁场的磁感应强度均匀变化，产生同样方向的感应电流，磁场一

13、定增强，故A正确，B错误；导体棒切割磁感线时，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E2Brv，根据欧姆定律，流过cd左侧的线圈中感应电流大小I；磁场的磁感应强度均匀变化时，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，r2R，故C正确，D错误5AD由右手定则知细金属棒OP在匀速转动过程中切割磁感线产生的感应电动势方向由P指向O，在电源内部由电势低处指向高处，金属棒上O点的电势高于P点，故A正确，B错误；细金属棒OP在匀速转动过程中切割磁感线的有效长度LOPLsin，故产生的感应电动势EBLLBL2sin2，故C错误，D正确6B由右手定则可知，直导线右侧的磁场方向垂直纸面向外，则t0时，线圈中的磁通量最大，磁

14、通量的变化率最小，产生的感应电动势最小，选项A错误；由楞次定律可知0时间内，线圈转过90角，此时线圈中感应电流方向为abcda，选项B正确；t时，线圈的磁通量为零，由于线圈的ab和cd边切割磁感线的速度方向与磁场方向不平行，则感应电动势不为零，选项C错误；线圈每转动一周电流方向改变两次，选项D错误7CD由楞次定律可知，线框转过180的过程中，感应电流方向始终沿ACBA，说明通过线框导线截面的电荷量不为零，故A、B错误；由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势：，故C正确；感应电动势峰值：EmBSBLLsin60，线框匀速转动产生正弦式交变电流，电动势的有效值：E，故D正确8AB当线圈沿y轴正向

15、下落时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈运动过程中感应电流的方向沿BCDAB方向，选项A正确；设线圈的宽为L，高为h，根据EBLv可知线圈回路的电动势大小为E(B2B1)LvBLvkhLv，电动势与运动速率成正比；当线圈下落时受向上的安培力，且随着速度的增加，感应电动势逐渐变大，感应电流逐渐变大，所受的安培力逐渐变大，当安培力等于线圈的重力时，线圈将匀速下降，此时回路中的感应电动势保持恒定，选项B正确；根据P，可知线圈回路消耗的电功率与运动速率的平方成正比，选项C错误；只有当线圈最后匀速运动时，线圈中才产生恒定的感应电流，故由qIt可知，当线圈匀速运动时，通过线圈某一导线横截面的电

16、荷量与运动时间成正比，选项D错误9D由题可知，线圈始终垂直切割磁感线，故线圈中产生的感应电动势为：E2nBlv2nBl32V.则根据闭合电路欧姆定律可知，小灯泡中的电流为：IA3.2A，故选项A错误；根据部分电路欧姆定律可知电压表示数为：UIR23.29V28.8V，故选项B、C错误；根据能量守恒可知，外力做功转化为整个电路的热量，则整个电路的功率即为外力的功率，即为：PI2(R1R2)3.22(1.09.0)W102.4W，故选项D正确10BD两棒以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，穿过回路的磁通量不断增大，根据楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针，故A错误；设两棒原来相距的距离为s，MN与

17、MN的夹角为.回路中总的感应电动势EBLcdvBLabvBv(LcdLab)BvstanBvstan，保持不变，由于回路的电阻不断增大，而总的感应电动势不变，所以回路中的感应电流不断减小，故B正确；回路中的热功率为P，E不变，R增大，则P不断减小，故C错误；两棒所受安培力的合力为FBILcdBILabBI(LcdLab)BIstan，由于电流减小，所以两棒所受安培力的合力不断减小，故D正确11BCDAB中感应电动势的大小为：EBr1.5Br2则回路中感应电流大小为：I则导体棒AB两端的电压为：UEIR1.5Br2RBr2，故选项A错误；根据右手定则可知，AB中感应电流的方向为AB，即B端相当于

18、电源的正极，所以电阻R中的电流方向从Q到N，故选项B正确；根据能量守恒可知，外力做的功全部转化为整个电路的热量，则外力的功率等于整个电路的电功率，即PI22R22R，故选项C正确；根据楞次定律，当原磁场减弱时，产生感应电流的磁场与原磁场方向相同，则根据安培定则可知产生的感应电流的方向与原方向相同，故选项D正确12B当导体棒摆到竖直位置时，设导体棒与金属环上端的交点C，由vr可得：C点的速度为：vCvB3m/s1 m/sAC间电压为：UACEACBLAC10.5V0.25VCB段产生的感应电动势为：ECBBLCB11V2V金属环两侧并联，电阻为：R0.5，导体棒CB段的电阻为：r2则CB间电压为：UCBECB2V0.4V故AB两端的电压大小为：UABUACUCB0.25V0.4V0.65V