高考人教版物理一輪復習專題訓練第43講：法拉第電磁感應定律自感現(xiàn)象

一輪復習專題訓練第43講：法拉第電磁感應定律自感現(xiàn)象類型一、法拉第電磁感應定律的應用1．如圖所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度的大小隨時間變化而變化．下列說法中正確的是()A．當磁感應強度增大時，線框中的感應電流一定減小B．當磁感應強度增大時，線框中的感應電流一定增大C．當磁感應強度減小時，線框中的感應電流一定增大D．當磁感應強度減小時，線框中的感應電流可能不變2．如圖所示，單匝金屬線圈半徑為r1，電阻為R，內部存在一圓形區(qū)域勻強磁場，磁場區(qū)域半徑為r2，磁感應強度隨時間的變化為B＝kt(k>0)，磁場方向垂直紙面向外，下列說法正確的是()A．線圈中感應電流的方向為逆時針方向B．線圈具有收縮趨勢C．線圈中感應電流的大小為eq\f(kπr\o\al(2,2),R)D．線圈中感應電動勢的大小為πkreq\o\al(2,1)3．如圖甲所示，導體棒MN置于水平導軌上，PQ之間有阻值為R的電阻，PQNM所圍的面積為S，不計導軌和導體棒的電阻．導軌所在區(qū)域內存在沿豎直方向的磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0～2t0時間內磁感應強度的變化情況如圖乙所示，導體棒MN始終處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是()A．在0～t0和t0～2t0內，導體棒受到導軌的摩擦力方向相同B．在t0～2t0內，通過電阻R的電流方向為P到QC．在0～t0內，通過電阻R的電流大小為eq\f(2B0S,Rt0)D．在0～2t0內，通過電阻R的電荷量為eq\f(B0S,R)4．如圖所示，在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，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(chǎn)生的感應電動勢為E1；若磁感應強度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)镋2．則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比分別為()A．c→a,2∶1B．a(chǎn)→c,2∶1C．a(chǎn)→c,1∶2D．c→a,1∶25．如圖甲所示，水平放置的平行金屬導軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導體棒MN放在導軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導軌平面的磁場中，磁感應強度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應強度方向為正)，MN始終保持靜止，則0～t2時間內()A．電容器C的電荷量大小始終不變B．電容器C的a板先帶正電后帶負電C．MN所受安培力的大小始終不變D．MN所受安培力的方向先向左后向右6．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2．螺線管導線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF．在一段時間內，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化．則下列說法中正確的是()A．螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢為1VB．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，螺線管兩端電壓為1.08VC．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶負電D．S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量為1.8×10－6C7．(多選)如圖甲所示，電阻R1＝R，R2＝2R，電容為C的電容器，圓形金屬線圈半徑為r2，線圈的電阻為R.半徑為r1(r1<r2)的圓形區(qū)域內存在垂直線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖象如圖乙所示，t1、t2時刻磁感應強度分別為B1、B2，其余導線的電阻不計，閉合開關S，至t1時刻電路中的電流已穩(wěn)定，下列說法正確的是()A．電容器上極板帶正電B．t1時刻電容器的帶電量為eq\f(CB1πr\o\al(2,2),2t1)C．t1時刻之后，線圈兩端的電壓為eq\f(3B1πr\o\al(2,1),4t1)D．t2時刻之后，R1兩端的電壓為eq\f(B2πr\o\al(2,2),4t2)8．如圖甲所示，用一根橫截面積為S.電阻率為ρ的硬質導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的直徑．在ab的右側存在一個足夠大的勻強磁場，t＝0時刻磁場方向垂直于豎直圓環(huán)平面向里，磁場磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示，則0～t1時間內()A．圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流的方向為逆時針B．圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流的方向先順時針后是逆時針C．圓環(huán)一直具有擴張的趨勢D．圓環(huán)中感應電流的大小為eq\f(B0rS,4t0ρ)9．(多選)如圖所示，半徑為r且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形細管道內有一帶電粒子．此裝置放在勻強磁場中，其磁感應強度隨時間變化的關系式為B＝B0＋kt(k>0)．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，該感應電場對帶電粒子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力．粒子轉動一周后的磁感應強度為B1，則()A．此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為(B1－B0)πr2B．此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為kπr2C．感應電場的方向沿逆時針D．粒子轉動過程中一定是洛倫茲力提供向心力10．(多選)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，下列說法正確的是()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11．如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應強度B隨時間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩環(huán)間的相互影響．下列說法正確的是()A．Ea∶Eb＝4∶1，感應電流均沿逆時針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應電流均沿順時針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應電流均沿逆時針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應電流均沿順時針方向12．如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內，導軌之間接有電阻R.金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下．現(xiàn)使磁感應強度隨時間均勻增加，ab始終保持靜止，下列說法正確的是()A．a(chǎn)b中感應電流方向由b→aB．a(chǎn)b中的感應電流逐漸增加C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變D．a(chǎn)b受到水平向右的摩擦力13．(多選)如圖所示，線圈內有理想邊界的磁場，開關閉合，當磁感應強度減小時，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質量為m，帶電荷量為q，線圈面積為S，則下列判斷中正確的是()A．帶電微粒帶負電B．線圈內磁感應強度的變化率為eq\f(mgd,nqS)C．當下極板向上移動時，帶電微粒將向上運動D．當開關斷開時，帶電微粒將做自由落體運動14．(多選)如圖甲所示，正方形導線框固定在勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，其中B0、t0均為已知量．已知導線框的邊長為L，總電阻為R，則下列說法正確的是()A．t0時刻，ab邊受到的安培力大小為eq\f(B\o\al(2,0)L3,2Rt0)B．0～t0時間內，導線框中電流的方向始終為badcbC．0～t0時間內，導線框產(chǎn)生的熱量為eq\f(B\o\al(2,0)L4,4Rt0)D．0～t0時間內，通過導線框的電荷量為eq\f(2B0L2,R)15．如圖所示，固定在勻強磁場中的水平導軌ab、cd的間距L1＝0.5m，金屬棒ad與導軌左端bc的距離為L2＝0.8m，整個閉合回路的電阻為R＝0.2Ω，磁感應強度為B0＝1T的勻強磁場豎直向下穿過整個回路．a(chǎn)d桿通過滑輪和輕繩連接著一個質量為m＝0.04kg的物體，不計一切摩擦，現(xiàn)使磁場以eq\f(ΔB,Δt)＝0.2T/s的變化率均勻地增大．求：(1)金屬棒上電流的方向；(2)感應電動勢的大??；(3)經(jīng)過多長時間物體剛好離開地面(g取10m/s2)．類型二、導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢16．(多選)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開始，桿的位置由θ確定，如圖所示．則()A．θ＝0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2BavB．θ＝eq\f(π,3)時，桿產(chǎn)生的電動勢為eq\r(3)BavC．θ＝0時，桿受的安培力大小為D．θ＝eq\f(π,3)時，桿受的安培力大小為eq\f(3B2av,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5π＋3))R0)17．如圖所示，將一根絕緣硬金屬導線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀，它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導通，圖中a、b間距離為L，導線組成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是d．右邊虛線范圍內存在磁感應強度大小為B、方向垂直于彎曲導線所在平面的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為eq\f(3L,4)，現(xiàn)在外力作用下導線沿桿以恒定的速度v向右運動，t＝0時刻a環(huán)剛從O點進入磁場區(qū)域，則下列說法正確的是()A．在t＝eq\f(L,2v)時刻，回路中的感應電動勢為BdvB．在t＝eq\f(3L,4v)時刻，回路中的感應電動勢為2BdvC．在t＝eq\f(L,4v)時刻，回路中的感應電流第一次改變方向D．在t＝eq\f(L,2v)時刻，回路中的感應電流第一次改變方向18．如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向平行于ab邊向上．當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉動時，a、b、c三點的電勢分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是()A．φa>φc，金屬框中無電流B．φb>φc，金屬框中電流方向沿a→b→c→aC．Ubc＝－eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中無電流D．Ubc＝eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中電流方向沿a→c→b→a19．如圖所示，平行金屬導軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于導軌所在平面向里，一根長直金屬棒與導軌成60°角放置，且接觸良好，則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導軌滑行時，其他電阻不計，電阻R中的電流為()A．eq\f(Bdv,Rsin60°) B．eq\f(Bdv,R)C．eq\f(Bdvsin60°,R) D．eq\f(Bdvcos60°,R)20．(多選)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示．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．圓盤旋轉時，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是()A．若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定B．若從上向下看，圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流過電阻C．若圓盤轉動方向不變，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21．(多選)如圖所示是圓盤發(fā)電機的示意圖；銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸．若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉動．則()A．由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應電流B．回路中感應電流大小不變，為eq\f(BL2ω,2R)C．回路中感應電流方向不變，為C→D→R→CD．回路中有周期性變化的感應電流22．如圖所示，豎直平面內有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時兩端的電阻)，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為eq\f(R,2)的導體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的線速度為v，則這時AB兩端的電壓大小為()A．eq\f(Bav,3)B．eq\f(Bav,6)C．eq\f(2Bav,3)D．Bav23．(多選)如圖xOy平面為光滑水平面，現(xiàn)有一長為d寬為L的線框MNPQ在外力F作用下，沿x軸正方向以速度v做勻速直線運動，空間存在豎直方向的磁場，磁感應強度B＝B0coseq\f(π,d)x(式中B0為已知量)，規(guī)定豎直向下方向為磁感應強度正方向，線框電阻為R．t＝0時刻MN邊恰好在y軸處，則下列說法正確的是()A．外力F為恒力B．t＝0時，外力大小F＝eq\f(4B\o\al(2,0)L2v,R)C．通過線框的瞬時電流i＝eq\f(2B0Lvcos\f(πvt,d),R)D．經(jīng)過t＝eq\f(d,v)，線框中產(chǎn)生的電熱Q＝eq\f(2B\o\al(2,0)L2vd,R)類型三、自感、渦流、電磁阻尼與電磁驅動24．如圖所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關S閉合和斷開的過程中，L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)()A．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮B．S閉合，L1亮度不變，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮C．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才滅D．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S斷開，L2立即熄滅，L1亮一下才滅25．如圖所示，L1、L2為兩個相同的燈泡，線圈L的直流電阻不計，燈泡L1與理想二極管D相連，下列說法正確的是()A．閉合開關S后，L1會逐漸變亮B．閉合開關S穩(wěn)定后，L1、L2亮度相同C．斷開S的瞬間，L1會逐漸熄滅D．斷開S的瞬間，a點的電勢比b點高26．(多選)如圖甲、乙所