2024高考物理一輪復習規(guī)范演練44法拉第電磁感應定律及其應用含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練44法拉第電磁感應定律及其應用[抓基礎]1．(2024·山東德州調研)如圖所示，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán)，導線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場方向垂直于環(huán)面對里，磁感應強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間改變．t＝0時，P、Q兩極板電勢相等，兩極板間的距離遠小于環(huán)的半徑．經時間t，電容器的P極板()A．不帶電B．所帶電荷量與t成正比C．帶正電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)D．帶負電，電荷量是eq\f(KL2C,4π)答案：D2.如圖所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場B中，繞O軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動，則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計)()A．由c到d，I＝eq\f(Br2ω,R) B．由d到c，I＝eq\f(Br2ω,R)C．由c到d，I＝eq\f(Br2ω,2R) D．由d到c，I＝eq\f(Br2ω,2R)解析：由右手定則判定通過電阻R的電流的方向是由d到c；而金屬圓盤產生的感應電動勢E＝eq\f(1,2)Br2ω，所以通過電阻R的電流大小是I＝eq\f(Br2ω,2R)，D正確．答案：D3．在如圖所示的電路中，a、b為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關．關于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是()A．合上開關，a先亮，b漸漸變亮；斷開開關，a、b同時熄滅B．合上開關，b先亮，a漸漸變亮；斷開開關，a先熄滅，b后熄滅C．合上開關，b先亮，a漸漸變亮；斷開開關，a、b同時熄滅D．合上開關，a、b同時亮；斷開開關，b先熄滅，a后熄滅答案：C4．如圖所示，在磁感應強度為B、方向垂直紙面對里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產生的感應電動勢為E1.若磁感應強度增為2B，速度增為2v，其他條件不變，MN中產生的感應電動勢變?yōu)镋2，則E1∶E2為()A．2∶1 B．1∶2C．4∶1 D．1∶4答案：D5.如圖所示，固定于水平面上的金屬架abcd處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動．t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置恰好使MbcN構成一個邊長為l的正方形．為使MN棒中不產生感應電流，從t＝0起先，磁感應強度B隨時間t改變的示意圖為()ABCD解析：依據(jù)楞次定律，若閉合回路內的磁通量不發(fā)生改變，則無感應電流產生．B0l2＝Bl(l＋vt)，解得B＝eq\f(B0l,l＋vt)，故隨時間t的增加，磁感應強度B減小，且減小得越來越慢，C正確．答案：C6.如圖所示，邊長為L的正方形線圈與勻強磁場垂直，磁感應強度為B.當線圈按圖示方向以速度v垂直B運動時，下列推斷正確的是()A．線圈中無電流，φa＝φb＝φc＝φdB．線圈中無電流，φa>φb＝φd>φcC．線圈中有電流，φa＝φb＝φc＝φdD．線圈中有電流，φa>φb＝φd>φc解析：線圈在運動過程中，穿過線圈的磁通量不變，所以在線圈中不會產生感應電流，但導體兩端有電勢差，依據(jù)右手定則，φa>φb＝φd>φc，故B正確．答案：B7．如圖所示，水平放置的平行金屬導軌MN和PQ之間接有定值電阻R，導體棒ab長為l且與導軌接觸良好，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)使導體棒ab向右勻速運動，下列說法正確的是()A．導體棒ab兩端的感應電動勢越來越小B．導體棒ab中的感應電流方向是a→bC．導體棒ab所受安培力方向水平向右D．導體棒ab所受合力做功為零解析：導體棒ab勻速向右運動，垂直切割磁感線，產生感應電動勢E＝Blv，導體棒ab兩端的感應電動勢恒定不變，故A錯誤；依據(jù)右手定則，電流方向從b到a，故B錯誤；依據(jù)左手定則，導體棒ab所受安培力方向水乎向左，故C錯誤；導體棒勻速運動，動能不變，依據(jù)動能定理，合外力做功等于動能改變量即等于0，故D正確．答案：D8．(多選)如圖，閉合小金屬環(huán)從高h的光滑曲面上端無初速度滾下，又沿曲面的另一側上升，水平方向的磁場與光滑曲面垂直(圖中未畫出)，則()A．若是勻強磁場，環(huán)在左側滾上的高度小于hB．若是勻強磁場，環(huán)在左側滾上的高度等于hC．若是非勻強磁場，環(huán)在左側滾上的高度小于hD．若是非勻強磁場，環(huán)在左側滾上的高度等于h解析：若是勻強磁場，穿過小環(huán)的磁通量不變，沒有感應電流產生，機械能守恒，高度不變，則環(huán)在左側滾上的高度等于h，故A錯誤，B正確；若是非勻強磁場，閉合小金屬環(huán)中由于電磁感應產生渦流，機械能減小轉化為內能，高度減小，則環(huán)在左側滾上的高度小于h，故C正確，D錯誤．答案：BC[提素養(yǎng)]9.(多選)(2024·山東濰坊質檢)如圖所示，半徑為a、右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿，單位長度的電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個內部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O起先，桿的位置由θ確定，則()A．θ＝0時，桿產生的感應電動勢為2BavB．θ＝eq\f(π,3)時，桿產生的感應電動勢為eq\r(3)BavC．θ＝0時，桿受的安培力大小為eq\f(2B2av,（π＋2）R0)D．θ＝eq\f(π,3)時，桿受的安培力大小為eq\f(3B2av,（5π＋3）R0)解析：依據(jù)法拉第電磁感應定律可得E＝Blv，其中l(wèi)為有效長度，當θ＝0時，l＝2a，則E＝2Bav；當θ＝eq\f(π,3)時，l＝a，則E＝Bav，故選項A正確，B錯誤；依據(jù)通電直導線在磁場中所受安培力大小的計算公式可得F＝BIl，依據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,r＋R)，當θ＝0時，l＝2a，E＝2Bav，r＋R＝(π＋2)aR0，解得F＝eq\f(4B2av,（π＋2）R0)，當θ＝eq\f(π,3)時，l＝a，E＝Bav，r＋R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,3)＋1))aR0，解得F＝eq\f(3B2av,（5π＋3）R0)，故選項C錯誤，D正確．答案：AD10．(多選)(2024·廣東惠州模擬)如圖甲所示，100匝線圈(圖中只畫了1匝)兩端A、B與一電壓表相連．線圈內有一垂直指向紙內方向的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律改變．下列關于電壓表的說法正確的是()甲乙A．電壓表讀數(shù)為50VB．電壓表讀數(shù)為150VC．電壓表“＋”接線柱接A端D．電壓表“＋”接線柱接B端解析：由題圖乙得到：磁通量的改變率eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.5Wb/s，依據(jù)法拉第電磁感應定律得E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝50V，則電壓表讀數(shù)為50V，故A正確，B錯誤；依據(jù)楞次定律推斷可知，回路中感應電動勢的方向為逆時針方向，所以電壓表“＋”接線柱接A端，故C正確，D錯誤．答案：AC11．如圖所示，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽視不計)．則()A．S閉合時，A燈馬上亮，然后漸漸熄滅B．S閉合時，B燈馬上亮，然后漸漸熄滅C．電路接通穩(wěn)定后，三個燈亮度相同D．電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈馬上熄滅解析：S閉合時，由于L的電流增大，所以L產生很大的阻抗，相當于L是斷路，所以電流從A通過，A馬上亮起來；但隨著電流的穩(wěn)定，L的阻抗消逝，變成一根導線，把A短路，故A漸漸熄滅，這時電路中B、C并聯(lián)在電源兩端，電壓增大，B燈變亮，并且B、C兩燈的亮度相同，A正確，B、C錯誤；電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，L中的電流減小，產生很大的感應電流，相當于電源，有電流通過C燈，故C燈不會馬上熄滅，D錯誤．答案：A12．如圖所示，有一匝接在電容器C兩端的圓形導線回路，垂直回路平面內存在著向里的勻強磁場B，已知圓的半徑r＝5cm，電容C＝20μF，當磁場B以4×10－2T/s的改變率勻稱增加時，則()A．電容器a板帶正電，電荷量為2π×10－9CB．電容器a板帶負電，電荷量為2π×10－9CC．電容器b板帶正電，電荷量為4π×10－9CD．電容器b板帶負電，電荷量為4π×10－9C解析：依據(jù)“增反減同”可知線圈中產生垂直紙面對外的感應磁場，依據(jù)右手定則可推斷出電容器a板帶正電，兩板間電勢差U＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝π×10－4V，Q＝CU＝2π×10－9C，故A正確．答案：A13．(2024·甘肅蘭州模擬)如圖甲所示，一正方形線框架放在光滑絕緣的水平面上，在水平向右的拉力作用下從圖示位置始終向右做勻加速運動，線框右側有一垂直于水平面對下的勻強磁場，線框的右邊始終與磁場的邊界平行，線框的質量為1kg，電阻為1Ω，整個運動過程中，拉力的大小隨時間改變如圖乙所示，試求線框的邊長和磁感應強度．甲乙解析：依據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)和牛頓其次定律F＝ma，得a＝5m/s2，1s剛進入磁場時v1＝