【物理】2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律作业（江苏专用）

【物理】2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律作业（江苏专用）

课时跟踪检测（三十一） 法拉第电磁感应定律 对点训练：法拉第电磁感应定律的应用 ‎1.[多选](2019·苏州调研)如图所示，现有一匝数为n，面积为S，总电阻为R的闭合线圈，垂直放置于一匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大，变化率＝k，则(　　)‎ A．线圈中产生逆时针方向的感应电流 B．线圈面积具有扩张的趋势 C．线圈中产生的感应电动势为kS D．线圈中感应电流的大小为 解析：选AD　根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，由左手定则可知每一小段线圈都受到向里的安培力作用，则线圈面积具有收缩的趋势，选项A正确，B错误；线圈中产生的感应电动势为E＝n＝nS＝nkS，选项C错误；线圈中感应电流的大小为I＝＝，选项D正确。‎ ‎2.(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la＝3lb，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 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D．a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ 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E＝S及Sa∶Sb＝9∶1知，Ea＝9Eb，选项B正确；由R＝ρ知两线圈的电阻关系为Ra＝3Rb，其感应电流之比为Ia∶Ib＝3∶1，选项C错误；两线圈的电功率之比为Pa∶Pb＝EaIa∶EbIb＝27∶1，选项D错误。‎ ‎3．(2018·连云港期末)在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示。则0～t0时间内，导线框中(　　)‎ A．感应电流方向为顺时针　 　B．感应电流方向为逆时针 C．感应电流大小为 D．感应电流大小为 解析：选A　根据楞次定律可知，左边的导线框中感应电流方向是顺时针，右边的导线框中感应电流方向也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向为顺时针，故A正确，B错误；由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为E＝2S＝2××πr2＝，再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为 I＝＝，故C、D错误。‎ 对点训练：导体切割磁感线产生感应电动势的计算 ‎4.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为(　　)‎ A. B. C. D．Bav 解析：选A　当摆到竖直位置时，棒上产生的感应电动势为E＝B·2a ＝2Ba＝Bav，而AB两端的电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律得：AB两端电压为U＝I·＝×＝Bav，故A正确。‎ ‎5.[多选]如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，长为2L的金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，整根金属棒都处在磁场中。设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°。不计导轨和金属棒的电阻。当金属棒以速度v水平向右匀速运动时，流过金属棒的电流I及金属棒的上、下两端点a、b间的电势差Uab分别为(　　)‎ A．I＝ B．I＝ C．Uab＝2BLv D．Uab＝BLv 解析：选BD　当金属棒以速度v水平向右匀速运动，金属棒切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长度为L; ab中产生的感应电动势为E＝BLv，通过R的电流为I＝＝，选项A错误，B正确。整个金属棒运动产生的感应电动势E′＝B·2Lsin 60°·v＝BLv，则金属棒的上、下两端点a、b间的电势差Uab＝BLv，选项C错误，D正确。‎ ‎6.[多选]如图所示，均匀金属圆环总电阻为2R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆OM长为l，电阻为，M端与环紧密接触，金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度ω转动。当电阻为R的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴O相连接时，下列结论中正确的是(　　)‎ A．通过导线R的电流的最大值为 B．通过导线R的电流的最小值为 C．OM中产生的感应电动势恒为 D．导线中通过的电流恒为 解析：选ABC　由金属杆OM以恒定角速度ω转动，由E＝Blv得E＝Bl2ω且恒定，所以选项C正确；当金属杆OM转至圆环最下端时，回路电阻为＋R＝R且为最小，此时通过R的电流有最大值Imax＝＝，所以选项A正确；当金属杆转至圆环最上端时，回路电阻为＋＋R＝2R且为最大，此时通过R的电流有最小值Imin＝＝，所以选项B正确，D错误。‎ 对点训练：通电自感和断电自感 ‎7.[多选](2019·盐城模拟)如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大。先接通S，使电路达到稳定，再断开S。电流随时间变化的图像中，正确的是(　　)‎ 解析：选BD　当开关接通，灯泡A与线圈L串联，由于自感现象，灯泡A中的电流逐渐增加到最大，灯泡B直接接通，灯泡B中电流直接增加到最大；当开关断开，因为线圈阻碍电流的减小，相当于电源(右端是正极)，L和灯泡A、B构成回路，通过L的电流也流过灯泡B，所以灯泡B中电流变成反向，且逐渐减小到零，故B、D正确，A、C错误。‎ ‎8.[多选](2018·盐城期末)如图所示，L是自感系数很大的线圈，直流电阻几乎为零，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法中正确的是(　　)‎ A．开关S断开瞬间，A、B灯均闪亮后再熄灭 B．开关S断开瞬间，A灯立即熄灭，B灯亮一下再熄灭 C．开关S闭合瞬间A灯立即亮起来，最后A、B两灯一样亮 D．开关S闭合瞬间A、B两灯一样亮，后来A灯变得更亮，B灯逐渐熄灭 解析：选BD　开关S断开瞬间，灯泡B与线圈L构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故A错误，B正确。刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，且由于电感L自感系数很大，几乎没有电流流过，A、B电流相等，一样亮；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故C错误，D正确。‎ ‎9.(2019·徐州考前)如图所示，三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管。下列说法正确的是(　　)‎ A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮 B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮 C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭 D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭 解析：选B　闭合开关S瞬间，灯泡L3立即变亮，二极管处于通路，灯泡L2立即变亮，而线圈L的自感作用导致灯泡L1逐渐变亮，故A错误，B正确。断开开关S的瞬间，线圈L发生断电自感，因二极管的导通方向与感应电流方向相反，则灯泡L2立即熄灭，灯泡L1、L3与线圈L形成回路，感应电流以断开前的一半开始减小，故二者均逐渐熄灭，并不会闪亮一下，故C、D错误。‎ 考点综合训练 ‎10.如图所示，有一用铝制成的U形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上表面。若使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向以速度v向左匀速运动，细线的拉力为F，重力加速度为g，则(　　)‎ A．F＝mg B．F>mg C．Fφb＝0，题图乙中φa<φb＝0，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φa－φb＝IR a端的电势φa＝IR＝0.2 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　φa＝0.2 V