高三物理二轮复习试题：第二课时法拉第电磁感应定律 自感、涡流

第课时法拉第电磁感应定律自感、涡流
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知识点题号
1。

法拉第电磁感应定律1、3、6、7
2.导体切割磁感线时感应电动势的计算4、5、9、10
3。

自感2、8
4。

综合应用11、12
1.关于感应电动势，下列说法中正确的是（ D )
A。

线圈中的磁通量越大,产生的感应电动势一定越大
B.线圈放在磁感应强度越大的地方,产生的感应电动势一定越大
C。

线圈中产生的感应电动势为2 V,则穿过线圈的磁通量的变化率一定为2 Wb/s
D。

线圈中产生的感应电动势为2 V，则线圈电源的“—”极比“+"极电势低2 V
解析：由E=n可知，感应电动势E与磁通量的变化率成正比，与磁通量Φ、磁感应强度B等无关，故选项A、B均错误；由于不知道线圈的匝数n，虽知道E的大小为2 V，但无法确定的大小，故选项C错误;感应电动势的方向为电源内部感应电流的方向,电源内部感应电流从“—”极流向“+”极，故选项D正确。

2。

在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡，L为电阻可
忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开关。

关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是（ C ）
A。

合上开关,a先亮,b后亮;断开开关，a、b同时熄灭
B.合上开关,b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭、b后熄灭
C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关,a、b同时熄灭
D。

合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭,a后熄灭
解析:由于L是自感线圈，当合上开关S时，自感线圈L将产生自感电动势,阻碍电流的增加，故有b灯先亮，而a灯后亮。

当开关S断开时,L、a、b组成回路，L产生自感电动势阻碍电流的减弱,由此可知，a、b同时熄灭,故选项C正确。

3.穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图①～④所示,下列说法中正确的是（ C )
A。

图①有感应电动势,且大小恒定不变
B。

图②产生的感应电动势一直在变大
C。

图③在0～t1时间内的感应电动势是t1～t2时间内感应电动势的2倍
D。

图④产生的感应电动势先变大再变小
解析:由法拉第电磁感应定律的表达式E=n可知，感应电动势大小
E与磁通量的变化率成正比.题图①中=0，题图②中=恒量，题
图③中0～t1时间内的是t1～t2时间内的2倍，题图④中先变小后变大,故正确选项为C.
4。

如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。

虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面。

回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（ B )
A.感应电流方向不变
B。

CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势最大值E m=Bav
D。

感应电动势平均值=πBav
解析:闭合回路进入磁场过程中，磁通量增加，感应电流的方向不变,A对；CD段的电流方向由D到C,安培力的方向垂直CD沿纸面向下,B错；最大有效切割长度为a，感应电动势最大值为E m=Bav，
C对；由ΔΦ=B·ΔS=B，Δt=2a/v,==πBav，D正确，故选B. 5。

(2012安徽名校第五次联考)如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场
中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( A ）
A。

线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D。

线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
解析:线圈绕P1转动时的电流和电动势与线圈绕P2转动时的电流和电动势相同,当线圈平面转到与磁场方向平行时，电动势最大，E max=BSω,电流也最大，选项A正确,B错误;由右手定则可知线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是b→a→d→c，选项C错误;由F=BIL可知线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc 边受到的安培力，选项D错误.
6。

（2012云南省部分名校第二次统一考试）如图，在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小( C ）
A。

逐渐增大 B。

逐渐减小
C.保持不变
D.无法判断
解析:金属棒水平抛出后,只受重力作用，做平抛运动，水平方向切割磁感线的有效分速度保持不变，金属棒产生的感应电动势大小保持不变，故C正确.
7。

（2013济南高三期末）如图所示,两块相距为d的水平放置的金属板组成一平行板电容器，用导线、开关S将其与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中,两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面绝缘且水平,在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球.已知S断开时传感器上有示数，S 闭合后传感器上的示数变为原来的二倍,则穿过线圈的磁场的磁感应强度变化情况和磁通量变化率分别是（ D )
A。

正在增强，=
B。

正在增强，=
C。

正在减弱,=
D.正在减弱，=
解析:由题意可知,小球受电场力方向向下，因为小球带正电，所以上层金属板带正电，线圈(如题图)感应电流方向向右，由安培定则可知,感应电流产生的磁场方向竖直向上,与原磁场方向相同，可知原磁场
的磁感应强度在减弱;U=n·,U=Ed，mg=qE,解得=,故选D.
8.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带
铁芯
的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I。

然后，断开S.若t'时刻再闭合S,则在t'前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是（ B )
解析:闭合开关S,调整R,使两个灯泡L1、L2发光亮度相同，电流为I,说明R L=R;若t’时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，电感线圈L产生自感电动势，阻碍流过L1的电流i1增大，直至达到电流I,故选项A错误,B正确；而对于R和L2支路来说，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I,故C、D均错误。

通电自感时，连有线圈的支路电流由0逐渐增大，最终达到一稳定值,此稳定值由该支路两端的电压和直流电阻阻值决定,可由欧姆定律求出。

9.如图,垂直矩形金属框的匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒ab垂直线框两长边搁在框上,ab长为l，在Δt时间内,ab向右以速度v匀速滑过距离d,则( C )
A。

因右边面积减小ld，左边面积增大ld，则ΔΦ=2Bld，E=
B.因右边面积减小ld，左边面积增大ld,减小磁通量与增大磁通量相互抵消,ΔΦ=0,E=0
C.ΔΦ=Bld,E=
D。

因ab棒做切割磁感线运动，所以不能用E=计算感应电动势,只能用E=Blv计算感应电动势
解析：磁通量的变化等于磁感应强度与导线扫过面积的乘积,即ΔΦ
=Bld，故选项A、B均错误;感应电动势E==或E=Blv,故选项C 正确，D错误。

10.2009年10月1日,60周年国庆阅兵式上有一重要梯队为直8型直升机梯队。

若天安门所在处的地磁场方向竖直向下，磁感应强度为B。

直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。

螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势，则( A )
A.E=πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.E=2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C。

E=πfl2B，且a点电势高于b点电势
D。

E=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
解析：螺旋桨叶片旋转切割磁感线产生感应电动势,叶片相当于电源，由右手定则可知,a相当于电源的负极,b相当于电源的正极,即a 点电势低于b点电势。

由于从a→b叶片上各点的速度大小按v=ωr
的规律呈线性变化,由E=BLv可得E=Bl×ωl=πfl2B。

故选A.
11。

如图所示,金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长l1=0.8 m，宽l2=0.5 m，回路总电阻R=0。

2 Ω，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=0.04 kg的木块,磁感应强度从B0=1 T开始随时间均匀增加，5 s 末木块将离开水平面,不计一切摩擦，g取10 m/s2,求回路中的电流强度。

解析：设磁感应强度B（t)=B0+kt，k是大于零的常量,
于是回路电动势E==kS,S=l1×l2
回路电流I=,杆受安培力F(t）=BIl2=（B0+kt)Il2
t=5 s时,=Mg
解得k=0。

2 T/s或k=-0。

4 T/s（舍去),故I==0.4 A。

答案:0.4 A
12.如图(甲)所示，面积S=0.2 m2的线圈,匝数n=630,总电阻r=1.0 Ω,线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t按图(乙)所示规律变化，方向垂直线圈平面。

图(甲）中传感器可看成一个纯电阻R，并
标有“3 V 0.9 W"，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A"，闭合开关S,试回答下列问题:
(1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过电流表的电流方向；(2）为了保证电路的安全,求电路中允许通过的最大电流;
（3）若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图（乙）中的t0最小值是多少？
解析：（1）由楞次定律及安培定则判断得，通过电流表的电流方向向右.
（2)传感器正常工作时的电阻R==10 Ω,
工作电流I==0。

3 A,由于滑动变阻器工作电流是1 A,所以电路允许通过的最大电流为I=0.3 A。

(3)滑动变阻器触头位于最左端时外电路的电阻为R外=20 Ω，故感应电动势的最大值E=I（R外+r)=6.3 V。

由法拉第电磁感应定律E===，
t0==s=40 s.
答案:（1）向右(2）0.3 A (3）40 s。