（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題41 法拉第電磁感應(yīng)定律（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題41 法拉第電磁感應(yīng)定律（練） 1．如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，A、B是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)很大的線圈。關(guān)于這個電路的以下說法正確的是： （ ） A．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 B．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定 C．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮以下再熄滅 D．開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈 【答案】A 【名師點(diǎn)睛】在判斷此類型題目時，如果開關(guān)由斷開到閉合，需要判斷線圈和誰串聯(lián)，則線圈對該電器有影響，對其他的沒有影響，

2、如果開關(guān)是從閉合到斷開，此時線圈相當(dāng)于一個電源，則需要判斷哪些用電器和線圈能形成一個閉合回路. 2．（多選）如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行金屬導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個電路總電阻保持不變，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直，下列敘述正確的是： （ ） A．a(chǎn)b桿中的電流強(qiáng)度與速率v成正比 B．電路產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比 C．磁場作用于ab桿的安培力與速率v的平方成正比 D．外力對ab桿做功的功率與速率v的平方成正比 【答案】AD 【名師點(diǎn)睛】本題考查電磁感應(yīng)中切割類問題，則ab棒是電源，外電路是電阻R，由法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動勢，再由閉合電路

3、的歐姆定律及電功、電功率的知識進(jìn)行計(jì)算，安培力的計(jì)算要注意通過導(dǎo)體棒的電流、有效長度。 3．（多選）轉(zhuǎn)筆（Pen Spinning）是一項(xiàng)用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動，如圖所示。轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛，其中也包含了許多的物理知識，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是： （ ） A． 筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越近的，做圓周運(yùn)動的向心加速度越小 B． 筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動的向心力是由萬有引力提供的 C． 若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運(yùn)動被甩走 D． 若該同

4、學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，由于筆桿中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此金屬筆桿兩端一定不會形成電勢差。 【答案】AC 【名師點(diǎn)睛】本題屬于容易題，易得分?？疾橄蛐募铀俣裙剑莆障蛐牧Φ膩碓?，理解離心現(xiàn)象的條件及電磁感應(yīng)現(xiàn)象，注意形成感應(yīng)電流的條件，這些仍是高考要考查的核心知識點(diǎn)。利用生活中經(jīng)常用到的物品來考查物理基本規(guī)律，顯出新瓶裝舊酒的意味。 4．（多選）如圖甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M、P之間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)

5、軌上，與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開始運(yùn)動，棒ab離開磁場前已做勻速直線運(yùn)動，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示，F(xiàn)0已知．下列判斷正確的是： （ ） A．棒ab在ac之間的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動 B．棒ab在ce之間不可能一直做勻速運(yùn)動 C．棒ab在ce之間可能先做加速度減小的運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動 D．棒ab經(jīng)過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為 【答案】AC 【解析】棒ab在ac之間運(yùn)動時，由于穿過線圈的磁通量為零，所以沒有感應(yīng)電流，故只受拉力F作用，并且在區(qū)間內(nèi)F恒定，故在

6、ac之間做勻加速直線運(yùn)動，A正確；當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，若開始拉力大于安培力，在做加速運(yùn)動，由于速度在增大，所以安培力在增大，所以加速度在減小，當(dāng)安培力等于拉力時做勻速直線運(yùn)動，若開始拉力等于安培力，則一直做勻速直線運(yùn)動，若開始進(jìn)入磁場時，拉力小于安培力，則做減速運(yùn)動，速度減小，安培力減小，加速度減小，直到安培力等于拉力后，做勻速直線運(yùn)動，B錯誤C正確；根據(jù)公式，，，聯(lián)立可得，故D錯誤； 【名師點(diǎn)睛】棒ab在ac之間運(yùn)動時，水平方向只受到水平拉力的作用，做勻加速運(yùn)動；進(jìn)入磁場后受到水平拉力和安培力的作用，根據(jù)兩個力的大小關(guān)系，可能存在三種情況； 金屬棒通過磁場的過程通過R上的電量 5．（多

7、選）如圖所示，足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L＝1 m，其右端連接有定值電阻R＝2 Ω，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T的勻強(qiáng)磁場中．一質(zhì)量m＝2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力F＝10 N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運(yùn)動，運(yùn)動中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直．導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計(jì)，下列說法正確的是： （ ） A．產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向b B．金屬棒向左做先加速后減速運(yùn)動直到靜止 C．金屬棒的最大加速度為5 m/s2 D．水平拉力的最大功率為200 W 【答案】ACD 【名師點(diǎn)睛】由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．金屬棒在拉

8、力和安培力作用下運(yùn)動，通過分析安培力的變化，判斷加速度的變化，即可確定最大加速度．當(dāng)拉力等于安培力時，速度達(dá)到最大，結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式、閉合電路歐姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大?。汕蠼饫Φ淖畲蠊β? 1．（多選）如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場垂直導(dǎo)軌在平面，金屬棒可沿導(dǎo)軌自由滑行，導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)?，F(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，若保持拉力F恒定，經(jīng)時間后速度為，加速度為，最終以速度做勻速運(yùn)動；若保持拉力的功率P恒定，棒由靜止經(jīng)時間后速度為，加速度為，最終也以速度做勻速運(yùn)動，則： （ ） A

9、． B． C． D． 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】分析清楚兩種情況下的運(yùn)動形式區(qū)別，然后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解，注意兩種情況下導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動時所受拉力大小是相同的；本題可以和機(jī)車啟動的兩種方式進(jìn)行類比解答，只不過機(jī)車啟動時阻力不變，而該題中阻力為安培力，是不斷變化的。 2．（多選）如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，PQM為圓內(nèi)接三角形，且PM為圓的直徑，三角形的各邊由材料相同的細(xì)軟導(dǎo)線組成（不考慮導(dǎo)線中電流間的相互作用）。設(shè)線圈的總電阻為r且不隨形狀改變，此時∠PMQ＝37°，已知sin37°＝0.6，cos3

10、7°＝0.8。則下列說法正確的是： （ ） P Q O M R A．穿過線圈PQM的磁通量為Ф＝0.96BR2 B．若磁場方向不變，只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，且B＝B0＋kt（k為常數(shù)，k＞0），則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為 C．保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)沿圓弧順時針移動到接近M點(diǎn)的過程中，線圈中感應(yīng)電流的方向先沿逆時針，后沿順時針 D．保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)沿圓弧順時針移動到接近M點(diǎn)的過程中，線圈中不會產(chǎn)生焦耳熱 【答案】ABC 故B正確．保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)

11、沿圓弧順時針移動到接近M點(diǎn)的過程中，△PQM的面積先增大后減小，穿過線圈的磁通量先增大后減小，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向先沿逆時針方向后沿順時針方向，線圈中有感應(yīng)電流，線圈要產(chǎn)生焦耳熱，故C正確，D錯誤．故選ABC. 【名師點(diǎn)睛】本題要掌握磁通量公式Φ=BS，法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律，就能正確分析．其中還用到數(shù)學(xué)上幾何知識分析線圈面積的變化，確定磁通量的變化；此題是中等題，意在考查學(xué)生對基本理論的掌握程度及運(yùn)用能力。 3．（多選）某學(xué)校操場上有如圖所示的運(yùn)動器械：兩根長金屬鏈條將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架上.靜止時ab水平且沿東西方向.已知當(dāng)?shù)氐牡卮艌龇?/p>

12、向自南向北斜向下跟豎直方向成45°，現(xiàn)讓ab隨鏈條蕩起來，跟豎直方向最大偏角45°，則下列說法正確的是： （ ） A．當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過最低點(diǎn)時，ab中感應(yīng)電流的方向是自西向東 B．當(dāng)鏈條與豎直方向成45°時，回路中感應(yīng)電流一定為零 C．當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過最低點(diǎn)時，安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下 D．在ab棒運(yùn)動過程中，不斷有磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 【答案】BC 【解析】當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過最低點(diǎn)時，由右手定則知電流方向自東向西，故A錯誤；當(dāng)ab運(yùn)動方向與B方向垂直時感應(yīng)電流最大，當(dāng)鏈條偏南與豎直方向成45°時，ab運(yùn)動方向（沿圓軌跡的切線方向

13、）與磁場方向平行，此時感應(yīng)電流為零，最小，故B正確；當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過最低點(diǎn)時，由左手定則知安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下，C正確；在ab棒運(yùn)動過程中，不斷有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電場能，故D錯誤； 【名師點(diǎn)睛】本題屬于左手定則和右手安培定則的應(yīng)用，判斷力的方向用左手，判斷其它物理量的方向用右手. 4．如圖所示，光滑的長直金屬桿上套兩個金屬環(huán)與一個完整正弦圖像的金屬導(dǎo)線ab連接，其余部分未與桿接觸。桿電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d，在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界磁場區(qū)域，磁場的寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度

14、v向右運(yùn)動，t=0時刻導(dǎo)線開始進(jìn)入磁場，直到全部穿過磁場過程中，外力F所做功為： （ ） A． B． C． D． 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】該題是以另外一種形式考察了交變電流的做功問題，解決此題的關(guān)鍵是把整個過程進(jìn)行合理分段，分別求出各段的電動勢的有效值，即可求出全過程的電功了．難度較大． 5．（多選）如圖甲所示，兩條足夠長得光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，兩導(dǎo)軌上端接有電阻，阻值R=2Ω，虛線下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬

15、桿ab，從上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度，則： （ ） A．金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度為1m/s B．下落了0.3m時速度為5m/s C．金屬桿下落0.3m的過程中，在電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2875J D．金屬桿下落0.3m的過程中，通過電阻R的電荷量為0.05C 【答案】AC 桿自由下落的距離滿足，解得，所以桿在磁場中運(yùn)動的距離，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：通過電阻R的電荷量，解得，D錯誤； 【名師點(diǎn)睛】本題要

16、根據(jù)圖象的信息讀出加速度和桿的運(yùn)動狀態(tài)，由牛頓第二定律、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒等多個知識綜合求解，綜合較強(qiáng). 1．【2016·北京卷】如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是： （ ） A．Ea:Eb=4:1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B．Ea:Eb=4:1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 C．Ea:Eb=2:1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D．Ea:Eb=2:1，感應(yīng)電流均沿順時針

17、方向 【答案】B 【考點(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律的應(yīng)用 【方法技巧】對于楞次定律，一定要清楚是用哪個手判斷感應(yīng)電流方向的，也可以從兩個角度理解，一個是增反減同，一個是來拒去留，對于法拉第電磁感應(yīng)定律，需要靈活掌握公式，學(xué)會變通。 2．【2015·安徽·19】如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l。導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好）。則： （ ） A．電路中感應(yīng)

18、電動勢的大小為 B．電路中感應(yīng)電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的熱功率為 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】電磁感應(yīng)選擇題是高考每年必出的，導(dǎo)體棒切割磁感線應(yīng)該是有效長度，容易出錯，而算安培力時則必須是實(shí)際長度，另外不要忘記公式. 3．【2015·重慶·4】題圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為，面積為.若在到時間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由均勻增加到，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差 ： （ ） A．恒為 B． 從0均勻變化到 C．恒為

19、 D．從0均勻變化到 【答案】C 【解析】穿過線圈的磁場均勻增加，將產(chǎn)生大小恒定的感生電動勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，而等效電源內(nèi)部的電流由楞次定理知從，即b點(diǎn)是等效電源的正極，即，故選C。 【考點(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律。 【規(guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)共分兩種情況：動生問題（棒切割磁感線）產(chǎn)生的電動勢，方向由右手定則；感生問題（磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化）的電動勢，方向由楞次定律。而電流方向都是等效電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。 4．【2014·四川·6】（多選）如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2k

20、g的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω。此時在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律是B =（0.4 -0.2t）T，圖示磁場方向?yàn)檎较??？?、擋板和桿不計(jì)形變。則： （ ） A．t = 1s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C至D B．t = 3s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D至C C．t = 1s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1N D．t = 3s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為l.2N 【答案】AC 【考點(diǎn)定位】 法拉第電磁感應(yīng)定律 歐姆定律 物體

21、平衡 安培力 【方法技巧】理解楞次定律的“增反減同”的原理，以及安培力的計(jì)算公式F=BIL。 5．【2016·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】（14分）如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab（僅標(biāo)出a端）和cd（僅標(biāo)出c端）長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑。求 （1）作用在金屬棒ab上的安培力的大??； （2）金屬棒運(yùn)動速度的大小。 【答案】（1）mg（sin θ–3μcos θ） （2）（sin θ–3μcos θ） 【考點(diǎn)定位】導(dǎo)體切割磁感線、共點(diǎn)力平衡 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、共點(diǎn)力作用下的平衡即可正確解題。解決本題時，還要特別注意cd 棒的重力沿斜面的分力和滑動摩擦力的影響。