2023新高考一轮复习提分宝典 第26课 法拉第电磁感应定律 提分练(wd无答案)

2023新高考一轮复习提分宝典第26课法拉第电磁感应定
律提分练(wd无答案)
一、单选题
(★★) 1. 下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（）
A．穿过闭合电路中的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小
B．穿过闭合电路中的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
C．穿过闭合电路中的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D．穿过闭合电路中的磁通量变化越来越快，但闭合电路中感应电动势可能不变
(★★★) 2. 如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为，则等于（）
A．1/2B．C．1D．
(★★) 3. 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。

金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。

现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）
A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小
C ．ab 所受的安培力保持不变
D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小
(★★★) 4. 如图所示，单匝正方形闭合线圈 MNPQ 放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、
磁感应强度为 B 的有界匀强磁场，磁场两边界成
角。

线圈的边长为 L 、总电阻为 R 。

现
使线圈以水平向右的速度 匀速进入磁场。

下列说法正确的是（ ）
A ．当线圈中心经过磁场边界时，N 、P 两点间的电压
B ．当线圈中心经过磁场边界时，线圈所受安培力
C ．当线圈中心经过磁场边界时，回路的瞬时电功率
D ．线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程，通过导线某一横截面的电荷量
(★★★) 5. 如图，用粗细均匀的铜导线制成半径为 、电阻为 的圆环，
为圆环的直径，
在
的左右两侧存在垂直圆环平面磁感应强度大小均为 ，方向相反的匀强磁场。

一根长为 、
电阻为 的金属棒 绕着圆心 O 以角速度 顺时针匀速转动，与圆环始终保持接触，则金属
棒
（ ）
A ．两端的电压大小为
B ．电流大小
C ．转动一周的过程中，电流方向不变
D ．转动一周的过程中，N 端电势始终高于M 端
二、多选题
(★★★★) 6. 如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时()
A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2BLv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
(★★) 7. 空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t= t1的时间间隔内（）
A．圆环所受安培力的方向始终不变
B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C．圆环中的感应电流大小为
D．圆环中的感应电动势大小为
三、单选题
(★★★) 8. 如图所示， MN 和 PQ 为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为 L ，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，，两端分别接阻值为 2R 的电阻 R 1和电容为 C 的电容器．质量为 m 、电阻为 R 的金属杆 ab 始终垂直于导轨，并与其保持良好接触．杆 ab 由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为 v ，整个电路消耗的最大电功率为 P ，则 ( )
A．电容器右极板带负电
B．电容器的最大带电量为
C．杆ab的最大速度v等于
D．杆ab所受安培力的最大功率为
四、多选题
(★★) 9. 如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（）
A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，a灯逐渐亮
B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
五、解答题
(★★★★) 10. 如图，水平面（纸面）内同距为的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度
为的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开
始运动。

时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且
在磁场中恰好能保持匀速运动。

杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，
两者之间的动摩擦因数为。

重力加速度大小为g。

求
（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
（2）电阻的阻值。

(★★★) 11. 如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S=0.3m 2、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=0.5s时间内合到一起．求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值E；
（2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；
（3）通过导线横截面的电荷量q．
(★★★★)12. 如图甲所示，半径为r的金属细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为（k>0，且为已知的常量）．
（1）已知金属环的电阻为R．根据法拉第电磁感应定律，求金属环的感应电动势和感应电流I；
（2）麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场或涡旋电场．图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电场，涡旋电场
的电场线与金属环是同心圆．金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动，形成了感应电流．涡旋电场力F充当非静电力，其大小与涡旋电场场强E的关系满足．如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么感应电动势．
图甲图乙
a．请推导证明：金属环上某点的场强大小为；
b．经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞．在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力，其大小可表示为（b>0，且为已知的常量）．已知自由电子的电荷量为e，金属环中自由电子的总数为N．展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上，求出金属环中的感应电流I．
（3）宏观与微观是相互联系的．若该金属单位体积内自由电子数为n，请你在（1）和（2）的基础上推导该金属的电阻率ρ与n、b的关系式．
六、单选题
(★★★) 13. 如图所示，有两根竖直放置的光滑金属导轨、，导轨间的距离为，导轨下端接有阻值为的电阻，在两导轨之间有两个半径均为的圆形磁场区域，下方区域磁场的方向垂直导轨平面向里，磁感应强度随时间均匀增大且变化率为，上方磁场区域为匀强磁场且磁感应强度大小不变，一根质量为、电阻为的金属棒与上方磁场区域的直径重合并与导轨垂直放置，金属棒恰好静止，不计金属导轨的电阻，则上方区域磁场的大小和方向为（重力加速度取）（）
A．大小为，方向垂直于导轨平面向里
B．大小为，方向垂直于导轨平面向里
C ．大小为，方向垂直于导轨平面向外
D ．大小为，方向垂直于导轨平面向外
(★★★) 14. 如图所示，匀强磁场中固定一金属框架 ABC ，导体棒 DE 在框架上从 B 点开始在
外力作用下，沿垂直 DE 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。

框架和导体材料相同，接触电阻不计，则（ ）
A ．电路中感应电流保持一定
B ．电路中的磁通量的变化率一定
C ．电路中的感应电动势一定
D ．导体棒D
E 受到的拉力一定
(★★★) 15. 如图甲所示，直径为0.4m 、电阻为0.1Ω 的闭合铜环静止在粗糙斜面上， CD 为
铜环的对称轴， CD 以下部分的铜环处于磁感应强度 B 方向垂直斜面且磁感线均匀分布的磁场中，若取向上为磁场的正方向， B 随时间 t 变化的图像如图乙所示，铜环始终保持静止，取
，则（ ）
A ．
时铜环中没有感应电流
B ．
时铜环中有沿逆时针方向的感应电流
（从上向下看）
C ．
时铜环将受到大小为
、沿斜面向下的安培力
D ．1~3s 内铜环受到的摩擦力先逐渐增大后逐
渐减小
七、解答题
(★★★) 16. 无限长通电螺线管内部的磁场可认为是匀强磁场。

现有一个足够长螺线管1，半径
为 ，图（a ）是它的横截面图，圆心为 O 点。

在螺线管1中通入顺时针的随时间变化的电流
，它在螺线管内部产生的磁感应强度为。

在P处放置一个单匝、半径为（）的圆形导体框，圆心亦在O处，则：
（1）导体框中产生的感应电动势的大小为多大？（不考虑感应电流对螺线管磁场的影响）（2）产生上述感应电动势的原因可概括为：变化的磁场在P处产生了一个电场线闭合的环形感应电场（不是静电场），如图（b）所示，感应电场力（是非静电力）对导体内自由电荷做功，形成感应电动势。

已知感应电动势的大小等于每库仑正电荷沿导体框运动一周时，感应电场力对该电荷做的功的大小，由此请求出P处的感应电场的场强E的大小；
（3）现撤去导体框，在距圆心O为（）处由静止释放一点电荷（电量为，质量为，忽略其所受重力），在时刻释放，要让该点电荷恰好能绕O点做半径为的圆周运动，需要在点电荷的圆轨道带[即图（c）两虚线间的中间区域，该区域的宽度相比可以忽略不计]再加一个匀强磁场，求的表达式和方向。

(★★★★) 17. 如图甲所示为法拉第发明的圆盘发电机，图乙是其原理示意图，其中的铜质圆盘安装在水平的铜轴上，铜质圆盘的圆心与铜轴重合，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与圆盘的转动轴和边缘良好接触，用导线将两块铜片与电阻R连接起来形成闭合回路，在圆盘绕铜轴匀速转动时，通过电阻R的电流是恒定的。

为讨论问题方便，将磁场简化为水平向右磁感应强度为B的匀强磁场；将圆盘匀速转动简化为一根始终在匀强磁场中绕铜轴匀速转动、长度为圆盘半径的导体棒，其等效电阻为r。

除了R和r以外，其他部分电阻不计。

已知圆盘半径为a，当其以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势。

(1)圆盘转动方向如图乙所示，求通过电阻R 的电流大小，并说明其流向；
(2)若各接触点及转轴的摩擦均可忽略不计，圆盘匀速转动一圈，外力需要做多少功；
(3)圆盘匀速转动时，圆盘简化的导体棒的内部电子因棒转动而在匀强磁场中受沿棒方向的洛仑兹力的分力，其大小f随电子与圆心距离x变化的图像如图丙所示，试从电动势的定义式论证圆盘匀速转动产生的感应电动势。