【物理】2020届二轮复习电磁学专题：法拉第电磁感应定律B强化训练（解析版）

【物理】2020届二轮复习电磁学专题：法拉第电磁感应定律B强化训练（解析版）

法拉第电磁感应定律B ‎1、如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,匝数为n,线圈与匀强磁场B夹角为.现将线圈以ab边为轴顺时针转动,则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为( )‎ A.0 B. ‎ C. D.无法计算 ‎2、如图所不为感应式发电机,是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点,是铜盘轴线导线的接线端,是电流表的接线端。现在将铜盘转动,能观察到感应电流的是( )‎ A.将电流表的接线端分别连接位置 B.将电流表的接线端分别连接位置 C.将电流表的接线端分别连接位置 D.将电流表的接线端分别连接位置 ‎3、在研究自感现象的实验中,用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值 电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略,电源的内阻不能忽略),关于这个实验下 面说法中正确的是( )‎ A.闭合开关的瞬间,A、B—起亮,然后A熄灭 B.闭合开关的瞬间,B比A先亮,然后B逐渐变暗 C.闭合开关,待电路稳定后断开开关,B逐渐变暗,A闪亮一下然后逐渐变暗 D.闭合开关,待电路稳定后断开开关,A、B灯中的电流方向均为从左向右 ‎4、穿过某闭合回路的磁通量随时间变化的图象分别如图①~④所示,下列说法正确的是(   )‎ A.图①有感应电动势,且大小恒定不变 B.图②产生的感应电动势一直在变大 C.图③在0~时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势 D.图④产生的感应电动势先变大再变小 ‎5、如图甲所示,n=15匝的圆形线圈M,其电阻为1Ω,它的两端点a、b与阻值为2Ω的定值电阻R相连,穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示.则(   )‎ A.线圈中感应电流是顺时针方向 B.线圈中感应电动势力大小1.5V C.电路中电流是‎1.0A D.电阻R的热功率是3.0W ‎6、如图所示，一个匝数为n的圆形线圈，面积为S，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B随时间t均匀增加，当时线圈中产生的感应电流为；当时，其他条件不变，线圈中产生的感应电流变为。则通过电阻R的电流方向及与之比分别为( )‎ A. c→d，‎ B. c→d，‎ C. d→c，‎ D. d→c，‎ ‎7、歼-20战斗机为中国人民解放军研制的第四代战斗机。如图所示,机身长为l,机翼两端点的距离为d,现该战斗机在我国近海海域上空以速度v沿水平方向飞行,已知战斗机所在空间地磁场磁感应强度的竖直分量大小为两点间的电势差为U。则( )‎ A.,C点电势高于D点电势 B.,D点电势高于C点电势 C.,C点电势高于D点电势 D.,D点电势高于C点电势 ‎8、如图甲所示,面积为S的圆形闭合回路由电阻R与导线组成,回路内部有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小按图乙中B—t图象规律变化,已知在0~2T时间内,电阻R产生的焦耳热为Q,则(   )‎ A.回路中电流方向为逆时针方向 B.回路中电流越来越大 C.回路中产生的感应电动势为 D.磁感应强度最大值为 ‎9、在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是( )‎ A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 C.法拉笫在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具冇这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎10、一个金属直角拐尺ABC，处于一个与拐尺平面垂直的、足够大的匀强磁场中，第一次，拐尺以A点为轴在纸面内沿顺时针方向以角速度ω匀速转动；第二次，拐尺以C点为轴在纸面内沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。两次转动中，关于AB段产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）‎ A.第一次产生的电动势小于第二次产生的电动势 B.第一次产生的电动势等于第二次产生的电动势 C.第一次转动时，A点电势高于B点电势 D.第二次转动时，A点电势高于B点电势 ‎11、一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示.若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )‎ A.第1s内线圈中感应电流的大小逐渐增大 B.第2s内线圈中感应电流的大小恒定 C.第3s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向 D.第4s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向 ‎12、如图所示,abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体MN有电阻,可在ad边及bc边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中。当MN由靠ab边外向cd边匀速移动的过程中,以下说法正确的是(   )‎ A.MN中电流先增大后减小 B.MN两端电压先增大后减小 C.MN上拉力的功率先减小后增大 D.矩形线框中消耗的电功率先减 ‎13、如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆形导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计,导体棒与圆形导轨接触良好,求:‎ ‎1.在导体棒滑动过程中通过电阻r的电流的平均值; 2.导体棒从左端滑到右端的整个过程中,通过电阻r的电荷量; 3.当导体棒通过圆形导轨的圆心时,通过r的电流.‎ ‎14、如图所示,轻质空心金属轮A可绕过圆心O的光滑水平轴转动,沿金属轮半径方向接有一根轻质金属棒OC,其长度为a、电阻为r,A轮的边缘与金属棒的端点O通过电刷、导线与一阻值为R的电阻相连。一轻细绳的一端固定在A轮的边缘上的某点,绳在A轮上绕有足够多的匝数后,悬挂一质量为m的重物P,A轮处在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中, ‎ 不计A轮、端点O与电刷之间的摩擦及A轮的电阻。求:‎ ‎1.当A轮角速度为ω时,金属棒所受安培力的大小; 2.释放重物,在运动稳定后,重物匀速运动时的速度。‎ ‎15、如图所示,半径为r=‎1 m的光滑金属圆环固定在水平面内,垂直于环面的匀强磁场的磁感应强度大小为B=2.0T,一金属棒OA在外力作用下绕O轴以角速度ω=2rad/s沿逆时针方向匀速转动,金属环和导线电阻均不计,金属棒OA的电阻r0=1Ω,电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω,电容器的电容C=4μF。闭合开关S,电路稳定后,求:‎ ‎ (1)通过金属棒OA的电流大小和方向;‎ ‎(2)外力的功率;‎ ‎(3)从断开开关S到电路稳定这一过程中通过电流表的电荷量。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：B 解析：设初位置时穿过线圈的磁通量为正,则初位置时: ,末位置时: ‎ ‎,则初、末位置磁通量的改变量的大小为: ,所以B选项是正确的.‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：B 解析：当铜盘转动时,其切割磁感线产生感应电动势,此时铜盘相当于电源,铜盘边缘和中心相当于电源的两个极,则要想观察到感应电流,应分别连接电源的两个极,故可知只有B正确.‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：B 解析：闭合开关的瞬间,线圈中产生很大的自感电动势,阻碍电流的通过,故B立即亮,A逐渐变亮。随着A中的电流逐渐变大,流过电源的电流也逐渐变大,路端电压逐渐变小,故B逐渐变暗,A错误,B正确;电路稳定后断开开关,线圈相当于电源,对A、B供电,回路中的电流在原来通过A的电流的基础上逐渐变小,故A逐渐变暗,B闪亮一下然后逐渐变暗,C错误;断开开关后,线圈中的自感电流从左向右,A灯中电流从左向右,B灯中电流从右向左,故D错误。‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：C 解析：根据法拉第电磁感应定律有,可见,感应电动势的大小与磁通量的变化率有关,即与图象斜率的绝对值成正比.图①的斜率为零,表示感应电动势为零,所以选项A错误.图②的斜率大小恒定,所以产生的感应电动势大小不变,选项B错误.图③在时间内斜率的绝对值比时间内的大,所以在0~时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势,选项C正确.图④中的斜率的绝对值先变小后变大,所以产生的感应电动势先变小再变大,选项D错误.‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：C 解析：‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：A 解析：根据楞次定律，磁场方向向里增加，则产生方向向外的感应磁场，则感应电动势为逆时针，电流从c到d，则选项CD错误。由，可知变为2倍，则感应电动势变为2倍，电阻不变，电流变为2倍，则选项A正确，B错误。故选A.‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：D 解析：,我国处于北半球,所以地磁场磁感应强度的竖直分量方向竖直向下,根据右手定则可知,D点电势高于C点电势,所以选D。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：C 解析：在0~T时间内,磁感应强度均匀增大,产生的感应电流方向为逆时针方向;‎ 在T~2T时间内,磁感应强度均匀减小, 产生的感应电流方向为顺时针方向,A错误。‎ 由于磁感应强度变化率的绝对值恒定不变,根据法拉第电磁感应定律知, 产生的感应电动势大小不变,感应电流大小不变,B错误。‎ 由，解得,C正确,‎ 由和,解得磁感应强度最大值为D错误。‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：ABD 解析：电流能产生磁场,说明电和磁之间存在联系,A项正确;为解释磁现象的电本质,安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,B项正确;恒定电流附近的固定导线框,不会产生感应电流,C项错误;楞次通过实验,得出了愣次定律,D项正确。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：BD 解析：设AB长度为a,BC长度为b，则第一次以A为轴转动时，AB段产生的电动势大小为；第二次以C为轴转动时，AB段产生的电动势等于AC段电动势减去BC段电动势，即，‎ 所以两次产生的电动势大小相等，选项A错误，B正确；由右手定则可判断出，第一次转动时，A点电势低于B点电势，选项C错误；第二次转动时，A点电势高于B点电势，选项D正确。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：BC 解析：根据图像,由法拉第电磁感应定律可知各段时间内的感应电流大小为定值,由楞次定律可知,方向为逆时针方向,故B、C选项正确.‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：BC 解析：A、导体棒MN向右运动的过程中,MN相当于电源,产生恒定的感应电动势,其余部分是外电路,外电阻先增大后减小,当MN运动到线框中线时,外电路的电阻最大。根据闭合电路欧姆定律知MN棒中的电流先减小后增大。故A错误。 B、MN两端电压是路端电压,由 ,可知:E、r不变,I先减小后增大,则U先增大后减小,故B正确。 C、MN棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据电功率公式得知,拉力的功率先减小后增大。故C正确。 D、根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,由于外电阻与MN电阻的关系未知,无法判断线框消耗的功率如何变化。故D错误。 故选:BC。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：1.; 2.; 3.‎ 解析：1.在导体棒滑动过程中穿过圆形导轨的磁通量的变化量为,‎ 导体棒从左端滑到右端所用的时间,‎ 平均感应电动势，‎ 平均电流为.‎ ‎2.通过电阻r的电荷量.‎ ‎3. 当导体棒通过圆形导轨的圆心时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势E= B·2Rv，‎ 此时通过r的电流为.‎ ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：1.在时间内,金属棒转过的角度为θ,则其扫过的面积为:‎ 根据法拉第电磁感应定律,金属棒产生的感应电动势大小为E,即,‎ 又 所以金属棒所受安培力. 2.金属棒产生的感应电动势大小 重物P匀速运动时重力的功率等于所有电阻的热功率之和 即 而 解得重物匀速运动时的速度,方向为竖直向下.‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎15答案及解析：‎ 答案：(1) ‎0.5 A    (2) 1 W    (3) 6.4×10‎‎-6 C 解析：(1)由右手定则判定通过金属棒OA的电流方向是由A到O 金属棒OA中产生的感应电动势大小为E=Br2ω S闭合时的等效电路如图1所示 R外==3 Ω 由闭合电路欧姆定律,得E=I(r0+R外)‎ 联立解得I=‎‎0.5 A ‎(2)根据能量守恒定律知,外力的功率为P=IE=1 W ‎(3)S断开前,电路路端电压为U=IR外 电阻R1两端电压为U1=U=0.6 V 电容器的电荷量为Q1=CU1=2.4×10‎‎-6 C 且a板带正电,b板带负电 S断开时的等效电路如图2所示 电容器C两端的电压U为电阻R2两端的电压U2,则U2=R2=1 V 电容器的电荷量为Q2=CU2=4×10‎‎-6 C 且a板带负电,b板带正电 通过电流表的电荷量为ΔQ=Q1+Q2‎ 联立解得ΔQ=6.4×10‎-6C。‎ ‎ ‎