新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練第55講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流（原卷版）

法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流（模擬精練+真題演練）1．（2023秋·江西宜春·高三江西省?？寄M）如圖所示，半徑為R的圓形線圈兩端A、C接入一個(gè)平行板電容器，線圈放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈所在平面與磁感線的方向垂直，下列措施不能使電容器所帶的電量增大的是（）

A．增大線圈的面積B．增大磁感強(qiáng)度的變化率C．電容器的兩極板靠近些D．使線圈平面與磁場(chǎng)方向成60°角2．（2023·湖北·襄陽四中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為SKIPIF1<0，小圓面積為SKIPIF1<0，不規(guī)則形狀的面積為SKIPIF1<0，垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間SKIPIF1<0變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0和SKIPIF1<0均為大于零的常量。則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<03．（2023春·河南鄭州·高三鄭州市鄭中國際學(xué)校校聯(lián)考競(jìng)賽）如圖，長度為l的直導(dǎo)線ab在均勻磁場(chǎng)SKIPIF1<0中以速度SKIPIF1<0移動(dòng)，直導(dǎo)線ab中的電動(dòng)勢(shì)為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．04．（2023秋·海南?？凇じ呷Ｄ现袑W(xué)?？奸_學(xué)考試）如圖所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度SKIPIF1<0逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。已知bc邊的長度為SKIPIF1<0，下列判斷正確的是（）

A．SKIPIF1<0，金屬框中無電流B．SKIPIF1<0，金屬框中電流方向沿abcaC．SKIPIF1<0，金屬框中無電流D．SKIPIF1<0，金屬框中電流方向沿acba5．（2023·福建福州·福建省福州第一中學(xué)?？家荒＃榉乐购教靻T在長期失重狀態(tài)下肌肉萎縮，我國在空間站中安裝了如圖甲所示可用于鍛煉上、下肢肌肉的“太空自行車”，其工作原理可簡化成圖乙所示模型，航天員鍛煉時(shí)，半徑為r的金屬圓盤在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直盤面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R連接在從圓盤中心和邊緣處引出的兩根導(dǎo)線上，不計(jì)圓盤電阻，若航天員消耗的能量約有50%轉(zhuǎn)化為電能，則在t時(shí)間內(nèi)航天員消耗的能量為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<06．（2023·全國·高三專題練習(xí)）如圖甲所示，一長為L的導(dǎo)體棒，繞水平圓軌道的圓心O勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為SKIPIF1<0，電阻為r，在圓軌道空間存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．半徑小于SKIPIF1<0的區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)豎直向上，半徑大于SKIPIF1<0的區(qū)域磁場(chǎng)豎直向下，俯視如圖乙所示，導(dǎo)線一端Q與圓心O相連，另一端P與圓軌道連接給電阻R供電，其余電阻不計(jì)，則（）A．電阻R兩端的電壓為SKIPIF1<0B．電阻R中的電流方向向上C．電阻R中的電流大小為SKIPIF1<0D．導(dǎo)體棒的安培力做功的功率為07．（2023春·云南昆明·高三昆明一中校考模擬預(yù)測(cè)）如圖1和圖2分別是教材中演示斷電自感和通電自感的兩個(gè)電路圖，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0為電感線圈。圖1實(shí)驗(yàn)中，斷開開關(guān)SKIPIF1<0瞬間，燈SKIPIF1<0突然閃亮，隨后逐漸熄滅；圖2實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)SKIPIF1<0，燈SKIPIF1<0逐漸變亮，而另一個(gè)與SKIPIF1<0相同的燈SKIPIF1<0立即變亮，最終SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的亮度相同。下列說法正確的是（

）

A．圖1中，斷開SKIPIF1<0瞬間，流過SKIPIF1<0的電流大于斷開SKIPIF1<0前流過SKIPIF1<0的電流B．圖1中，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的直流電阻值相同C．圖2中，閉合SKIPIF1<0瞬間，流過SKIPIF1<0的電流與流過變阻器SKIPIF1<0的電流相等D．圖2中，變阻器SKIPIF1<0接入電路中的阻值與SKIPIF1<0的直流電阻值相同8．（2023春·北京海淀·高三統(tǒng)考模擬）當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)，線圈附近的導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖所示，將絕緣導(dǎo)線繞在圓柱形鐵塊上，導(dǎo)線內(nèi)通以交變電流，鐵塊內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生虛線所示的感應(yīng)電流，即渦流。當(dāng)線圈中的電流方向如圖所示且正在減小時(shí)，下列判斷正確的是（）A．線圈內(nèi)部空間的磁感線方向豎直向下B．從上往下看，鐵塊內(nèi)沿虛線圓的渦流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C．為減小渦流，可以把鐵塊沿橫向切成很薄的鐵片，涂上絕緣層后疊放起來D．為減小渦流，可以把鐵塊沿縱向切成很薄的鐵片，涂上絕緣層后疊放起來9．（2024·全國·高三校級(jí)聯(lián)考）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒定磁場(chǎng)；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是（）A． B．C． D．10．（2023·全國·高三?？寄M預(yù)測(cè)）電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器。電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，固定的條形磁體附近的金屬弦被磁化，當(dāng)弦上下振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音，電吉他通過擴(kuò)音器發(fā)出的聲音隨感應(yīng)電流的增大而變響。下列說法正確的是（）A．弦振動(dòng)的周期越大，線圈中感應(yīng)電流的方向變化越快B．弦振動(dòng)的周期越小，線圈中感應(yīng)電流的方向變化越快C．其他情況不變，只增大線圈的匝數(shù)，電吉他的音量增大D．其他情況不變，只增大線圈的匝數(shù)，電吉他的音量減小11．（2023·高三單元測(cè)試）如圖甲所示，螺線管P穿過一固定圓形線圈Q，P中通有變化的電流i，規(guī)定圖示電流方向?yàn)檎?，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）A．t1時(shí)刻，從上往下看，線圈Q中有順時(shí)針方向的電流B．t2時(shí)刻，線圈Q中沒有感應(yīng)電流C．t1~t2時(shí)間內(nèi)，Q中電流在增大D．t2~t3時(shí)間內(nèi)，Q中磁通量的變化率在增大12．（2023·四川成都·統(tǒng)考三模）圖（a）和圖（b）分別是手動(dòng)式手電筒內(nèi)“振動(dòng)式發(fā)電機(jī)”的截面圖和俯視圖，圓形線圈半徑為SKIPIF1<0、匝數(shù)為100，所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0，方向平行于截面指向軸心；線圈兩端接原、副線圈匝數(shù)比SKIPIF1<0的理想變壓器，給兩個(gè)額定電流均為SKIPIF1<0的燈泡供電?，F(xiàn)用外力使線圈沿軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈兩端電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按圖（c）所示的正弦規(guī)律變化，兩燈泡恰好正常發(fā)光。不計(jì)線圈及導(dǎo)線電阻，外力發(fā)電效率為SKIPIF1<0。下列判斷正確的是（）

A．SKIPIF1<0時(shí)刻，線圈往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度為零B．線圈電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為SKIPIF1<0C．外力做功功率為SKIPIF1<0D．線圈往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的最大速度為SKIPIF1<013．（2023·全國·高三校級(jí)聯(lián)考）如圖所示，在水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌左端接一定值電阻R，兩導(dǎo)軌間距為d，SKIPIF1<0區(qū)域與SKIPIF1<0區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反。導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，并與cd邊界重合。現(xiàn)給ab一水平向右的初速度SKIPIF1<0，不計(jì)導(dǎo)軌和ab棒電阻，若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的SKIPIF1<0圖像可能的是（）A． B．C． D．14．（2023·寧夏石嘴山·平羅中學(xué)校考二模）如圖所示，電阻不計(jì)的水平U形光滑導(dǎo)軌上接一個(gè)阻值為SKIPIF1<0的電阻，放在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L、質(zhì)量為SKIPIF1<0、電阻為SKIPIF1<0的半圓形硬導(dǎo)體棒SKIPIF1<0（直徑與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好），在水平向右的恒定外力SKIPIF1<0的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為SKIPIF1<0時(shí)，位移為SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．此時(shí)SKIPIF1<0兩端電壓為SKIPIF1<0B．此時(shí)桿克服安培力做功的功率為SKIPIF1<0C．此過程中導(dǎo)體棒SKIPIF1<0的平均速度小于SKIPIF1<0D．此過程中通過電阻SKIPIF1<0的電荷量為SKIPIF1<015．（2023·全國·高三校級(jí)期末聯(lián)考）如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為SKIPIF1<0，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點(diǎn)開始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌和金屬棒電阻忽略不計(jì)，下列說法正確的是（

）A．金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，電容器的上極板帶正電B．金屬棒到達(dá)SKIPIF1<0時(shí)，電容器極板上的電荷量為SKIPIF1<0C．通過金屬棒的電流為SKIPIF1<0D．金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，外力F做功的功率恒定16．（2022·全國·模擬預(yù)測(cè)）我國預(yù)警機(jī)“空警－2000”在通過天安門上空時(shí)機(jī)翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自東向西飛行。該機(jī)的翼展（兩翼尖之間的距離）為50m，北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量向下，大小為4.8×10－5T，則（）A．兩翼尖之間的電勢(shì)差為0.30VB．兩翼尖之間的電勢(shì)差為1.08VC．飛機(jī)左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)高D．飛機(jī)左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)低17．（2023春·重慶沙坪壩·高三重慶一中?？迹┤鐖D所示，半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)體棒長為SKIPIF1<0，其單位長度電阻值為r。SKIPIF1<0時(shí)刻導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O點(diǎn)，現(xiàn)使金屬棒以O(shè)點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過SKIPIF1<0，角速度為SKIPIF1<0，導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。則在該過程中（）A．流過金屬棒的電荷量為0B．金屬棒轉(zhuǎn)過SKIPIF1<0時(shí)，流過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小為SKIPIF1<0C．金屬棒轉(zhuǎn)過SKIPIF1<0時(shí)，流過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小為SKIPIF1<0D．金屬棒轉(zhuǎn)過SKIPIF1<0時(shí)，棒受到的安培力大小為SKIPIF1<018．（2023春·河南·高三統(tǒng)考期末）在如圖甲所示的電路中，電阻SKIPIF1<0，單匝、圓形金屬線圈的半徑為SKIPIF1<0，電阻為R，半徑為SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)。閉合開關(guān)S，在SKIPIF1<0時(shí)刻，電路中的電流已穩(wěn)定。下列說法正確的是（）

A．流過電阻SKIPIF1<0的電流方向自下向上B．穩(wěn)定后電阻SKIPIF1<0兩端的電壓為SKIPIF1<0C．0～SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，流過電阻SKIPIF1<0電荷量為SKIPIF1<0D．0～SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，電阻SKIPIF1<0上產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<019．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）相同的電燈SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和自感系數(shù)較大的電感線圈L接入如圖甲的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)，SKIPIF1<0時(shí)刻斷開開關(guān)S，SKIPIF1<0時(shí)刻整個(gè)電路的電流均為零。SKIPIF1<0前后通過電燈SKIPIF1<0的電流-時(shí)間SKIPIF1<0圖像如圖乙，用SKIPIF1<0和SKIPIF1<0分別表示開關(guān)S斷開瞬間通過電燈SKIPIF1<0的電流大小。下列說法正確的是（）A．電感線圈的直流電阻不可忽略B．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電燈SKIPIF1<0、SKIPIF1<0電流大小始終相等C．?dāng)嚅_開關(guān)S后，流過電燈SKIPIF1<0的電流方向向左D．線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定，與是否有鐵芯無關(guān)20．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）近場(chǎng)通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個(gè)壓平的線圈，線