高考物理電磁感應精講精練法拉第電磁感應定律典型習題1801122141

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[基礎(chǔ)穩(wěn)定題組]

1.(多項選擇)粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈．線圈放在磁場中，磁場的磁感應強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，以下說法正確的是()

A．電流I與匝數(shù)n成正比B．電流I與線圈半徑r成正比C．電流I與線圈面積S成正比D．電流I與導線橫截面積S0成正比

解析：選BD.由題給條件可知感應電動勢為E＝nπr2

ΔBρn2πr，電阻為R＝，電流IΔtS0

ES0rΔB＝，聯(lián)立以上各式得I＝·，則可知B、D項正確，A、C項錯誤．R2ρΔt2．(多項選擇)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如下圖．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片

P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸．圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中．圓旋繞轉(zhuǎn)時，

關(guān)于流過電阻R的電流，以下說法正確的是()

A．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定

B．若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向滾動C．若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍解析：選AB.由右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動時，感應電流沿a到b的方12

向滾動，選項B正確；由感應電動勢E＝Blω知，角速度恒定，則感應電動勢恒定，電流

2大小恒定，選項A正確；角速度大小變化，感應電動勢大小變化，但感應電流方向不變，選項C錯誤；若ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則感應電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由P＝IR知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項D錯誤．

1

2

3．(多項選擇)一導線彎成如下圖的閉合線圈，以速度v向左勻速進入磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外．線圈總電阻為R，從線圈進入磁場開始到完全進入磁場為止，以下結(jié)論正確的是()

A．感應電流一直沿順時針方向B．線圈受到的安培力先增大，后減小C．感應電動勢的最大值E＝Brv

Br2＋πr2

D．穿過線圈某個橫截面的電荷量為R解析：選AB.在閉合線圈進入磁場的過程中，通過閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向一直沿順時針方向，A正確；線圈切割磁感線的有效長度先變長后變短，感應電流先變大后變小，安培力也先變大后變小，B正確；線圈切割磁感線的有效長度最大值為2r，感應電動勢最大值E＝2Brv，C錯誤；穿過線圈某個橫截面的電荷量為QΔΦ＝＝π2?2?r＋r?B?2??

RR，D錯誤．

4．如下圖，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊．若第1次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，第2次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，為使兩次操作過程中，線框產(chǎn)生的平均感應電動勢相等，則()

A．v1∶v2＝2∶πC．v1∶v2＝1∶2

B．v1∶v2＝π∶2D．v1∶v2＝2∶1

解析：選A.第1次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，線框中的感應電動勢πr恒定，有E1＝E1＝BLv1.第2次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，所需時間t＝

2v2πLL12ΔΦ2BLv2＝，線框中的磁通量變化量ΔΦ＝B·L·＝BL，產(chǎn)生的平均電動勢E2＝＝.4v222tπ由題意知E1＝E2，可得v1∶v2＝2∶π，A正確．

5．如下圖的電路，電源電動勢為E，線圈L的電阻不計，以下判斷正確的是()

2

A．閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為EB．閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電C．斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶正電D．斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶負電

解析：選C.由題意及自感現(xiàn)象規(guī)律可知，當開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定后，電容器與線圈L并聯(lián)，由于線圈的直流電阻不計，所以電容器兩端電壓為零，故A、B項錯誤；斷開S的瞬間，由自感規(guī)律可知，線圈中要產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢引起的感應電流的方向與原電流的方向一致，因而電容器的a極板將帶正電，故C項正確．

[綜合應用題組]

6．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如右圖所示，拋物線的方程是y＝x，下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(圖中的虛線所示)，一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b＞a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()

2

A．mgbC．mg(b－a)

12B.mv2

12

D．mg(b－a)＋mv

2

解析：選D.金屬塊在進出磁場過程中要產(chǎn)生感應電流，機械能要減少，上升的最大高12

度不斷降低，最終剛好飛不出磁場，就往復運動永不中止，由能量守恒可得Q＝ΔE＝mv2＋mg(b－a)．

7．如下圖，邊長為2L的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B.一個邊長為L、粗細均勻的正方形導線框abcd，其所在平面與磁場方向垂