2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十二）第九章電磁感應(yīng)第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律

PAGEPAGEPAGE2課時(shí)跟蹤檢測(cè)〔三十二〕法拉第電磁感應(yīng)定律對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1．(多項(xiàng)選擇)(2022·惠州調(diào)研)如圖甲所示，面積S＝1m2的導(dǎo)體圓環(huán)內(nèi)通有垂直于圓平面向里的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示(BA．環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B．環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1VD．環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2V解析：選AC由題圖乙可知，B隨t均勻增大，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增加，據(jù)楞次定律，B感向外，又據(jù)安培定那么可知圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，A正確，B錯(cuò)誤。圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝1×1V＝1V，C正確，D錯(cuò)誤。2．(2022·泰州模擬)如下圖，虛線MN表示甲、乙、丙三個(gè)相同正方形金屬框的一條對(duì)稱軸，金屬框內(nèi)均勻分布有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律都滿足B＝kt，金屬框按照?qǐng)D示方式處在磁場(chǎng)中，測(cè)得金屬框甲、乙、丙中的感應(yīng)電流分別為I甲、I乙、I丙，那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 B．I乙＝2I甲，I丙＝0C．I乙＝0，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲解析：選BI甲＝eq\f(E甲,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(S,2)·eq\f(1,R)＝eq\f(Sk,2R)，I乙＝eq\f(E乙,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·S·eq\f(1,R)＝eq\f(Sk,R)，由于丙中磁通量始終為零，故I丙＝0。所以I乙＝2I甲，I丙＝0，只有B正確。3.(2022·浙江高考)如下圖，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長(zhǎng)la＝3lbA．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9∶1C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1解析：選B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變大時(shí)，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，由安培定那么知，線圈內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝Seq\f(ΔB,Δt)及Sa∶Sb＝9∶1知，Ea＝9Eb，選項(xiàng)B正確；由R＝ρeq\f(L,S′)知兩線圈的電阻關(guān)系為Ra＝3Rb，其感應(yīng)電流之比為Ia∶Ib＝3∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩線圈的電功率之比為Pa∶Pb＝EaIa∶EbIb＝27∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．(多項(xiàng)選擇)(2022·郴州模擬)如下圖，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，假設(shè)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(zhì)量為m，帶電荷量為q，線圈面積為S，那么以下判斷中正確的選項(xiàng)是()A．帶電微粒帶負(fù)電B．線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為eq\f(mgd,nqS)C．當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，帶電微粒將做自由落體運(yùn)動(dòng)解析：選BC當(dāng)磁場(chǎng)減小時(shí)，由楞次定律和安培定那么可判定，上極板帶負(fù)電，根據(jù)粒子平衡可判斷應(yīng)帶正電，A錯(cuò)誤；對(duì)微粒mg＝F＝qeq\f(U,d)而U＝neq\f(ΔB,Δt)S。那么eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(mgd,nqS)，B正確；當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，d減小，板間電壓不變，那么板間場(chǎng)強(qiáng)增大，微粒所受電場(chǎng)力增大，微粒將向上運(yùn)動(dòng)，C正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，板間電壓不變，故微粒仍靜止，D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算5.(多項(xiàng)選擇)(2022·蘇州模擬)如下圖，水平放置的粗糙U形金屬框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為l、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平恒力F作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離d后速度到達(dá)v，半圓形導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計(jì)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．UAC＝2BlvB．UAC＝eq\f(2R0Blv,R0＋r)C．電路中產(chǎn)生的電熱Q＝Fd－eq\f(1,2)mv2D．通過(guò)R0的電荷量q＝eq\f(2Bld,R0＋r)解析：選BDAC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝2Blv，那么UAC＝eq\f(ER0,R0＋r)＝eq\f(2R0Blv,R0＋r)，A錯(cuò)誤，B正確；由功能關(guān)系得Fd＝eq\f(1,2)mv2＋Q＋Qμ，C錯(cuò)誤；此過(guò)程中通過(guò)R0的電荷量為q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R0＋r)·Δt＝eq\f(ΔΦ,R0＋r)＝eq\f(2Bld,R0＋r)，D正確。6.如下圖，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，在環(huán)的最高點(diǎn)A用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2a、電阻為eq\f(R,2)的導(dǎo)體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，那么這時(shí)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．Bav解析：選A當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝B·2aeq\x\to(v)＝2Baeq\f(v,2)＝Bav，而AB兩端的電壓為路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：AB兩端電壓為U＝I·eq\f(R,4)＝eq\f(Bav,\f(R,2)＋\f(R,4))×eq\f(R,4)＝eq\f(1,3)Bav，故A正確。7.(2022·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校測(cè)試)如下圖，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如下圖的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1；第二次用0.9s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，那么()A．W1＝eq\f(1,3)W2B．W1＝W2C．W1＝3W2D．W1＝9W2解析：選C設(shè)正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，導(dǎo)線框的電阻為R，那么導(dǎo)體切割磁感線的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)，W＝eq\f(E2,R)t＝eq\f(B2L2v2,R)·eq\f(L,v)＝eq\f(B2L3v,R)＝eq\f(B2L4,Rt)，可知W與t成反比，W1＝3W2。選C。8．(2022·青島質(zhì)檢)如下圖，虛線區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?？傠娮铻镽的直角三角形導(dǎo)線框，兩條直角邊邊長(zhǎng)分別為2L和L，在該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．線框中的感應(yīng)電流方向始終不變B．線框中的感應(yīng)電流一直在增大C．線框所受安培力方向始終相同D．當(dāng)通過(guò)線框的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零解析：選C該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律、右手定那么可以判斷線框中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较?，且始終不為零，由左手定那么可以判斷線框在該磁場(chǎng)中一直受到水平向左的安培力作用，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度先增大、后不變、再增大，由E＝Blv及閉合電路的歐姆定律可得線框中的感應(yīng)電流先增大、后不變、再增大，故B項(xiàng)錯(cuò)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：通電自感和斷電自感9．(2022·北京西城區(qū)期末)如下圖，線圈L與小燈泡A并聯(lián)后接到電源上。先閉合開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)定后，通過(guò)線圈的電流為I1，通過(guò)小燈泡的電流為I2。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡閃亮一下再熄滅。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．I1<I2B．I1＝I2C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)前后，通過(guò)小燈泡的電流方向不變D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)前后，通過(guò)線圈的電流方向不變解析：選D分析開(kāi)關(guān)S閉合穩(wěn)定后，因?yàn)榫€圈的電阻較小，由并聯(lián)電路的特征易知I1>I2，A、B錯(cuò)；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間電源與線圈和小燈泡斷開(kāi)，線圈中的電流要發(fā)生突變，所以線圈中會(huì)感應(yīng)出新的電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的減小，所以線圈中的電流方向不變，D對(duì)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間因?yàn)榫€圈相當(dāng)于電源與燈泡構(gòu)成一個(gè)回路，流過(guò)燈泡的電流方向與開(kāi)始時(shí)方向相反，C錯(cuò)。10．(2022·無(wú)錫模擬)如下圖，三個(gè)燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1＜R2＜R3，電感線圈L的電阻可忽略，D為理想二極管，開(kāi)關(guān)K從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．L1逐漸變暗，L2、L3均先變亮，然后逐漸變暗B．L1逐漸變暗，L2立即熄滅，L3先變亮，然后逐漸變暗C．L1立即熄滅，L2、L3均逐漸變暗D．L1、L2、L3均先變亮，然后逐漸變暗解析：選B開(kāi)關(guān)K處于閉合狀態(tài)時(shí)，由于R1＜R2＜R3，那么I1＞I2＞I3，開(kāi)關(guān)K從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)，電感線圈、L1、L3組成閉合回路，L1逐漸變暗，通過(guò)L3的電流由I3變?yōu)镮1，再逐漸減小，故L3先變亮，然后逐漸變暗，而由于二極管的反向截止作用，L2立即熄滅，選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(2022·濟(jì)南模擬)如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過(guò)程中的v-t圖像如圖乙所示。(g取10m/s2)求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量。解析：(1)由圖像知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場(chǎng)以v＝1.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv桿中的電流：I＝eq\f(E,R＋r)桿所受安培力：F＝BIL由平衡條件：mg＝F代入相關(guān)數(shù)據(jù)，解之得B＝2T(2)電阻R中產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝0.075J。答案：(1)2T(2)0.075J12．(1)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L＝0.3m，在導(dǎo)軌間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.5T。一根直金屬桿MN以v＝2m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，桿MN始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r1＝1Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略。求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1。(2)如圖乙所示，一個(gè)匝數(shù)n＝100的圓形線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r2＝1Ω。在線圈中存在面積S2＝0.3m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E(3)將一個(gè)R＝2Ω的電阻分別與圖甲和圖乙中的a、b端相連接，然后b端接地。試判斷以上兩種情況中，哪種情況a端的電勢(shì)較高？并求出較高的電勢(shì)φa。解析：(1)桿MN做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的