2019年高考物理一轮复习文档：法拉第电磁感应定律自感现象含解析

板块三限时规范特训时间：45分钟100分 一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分。

其中1～7为单选，8～11为多选)1．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化。

下列说法中正确的是( )A ．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定减小B ．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大C ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变答案 D解析 由法拉第电磁感应定律可知：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt，当磁感应强度均匀变化时，产生恒定的电动势，线框中的感应电流就不变，D 选项正确；当磁感应强度的变化率逐渐增大时，线框中产生的感应电流增大，当磁感应强度的变化率逐渐减小时，线框中产生的感应电流减小，所以A 、B 、C 选项都是错误的。

2. 如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2。

则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比分别为( )A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2答案 C解析MN切割磁感线产生的感生电动势E＝Bl v，其中的l、v保持不变，所以E1∶E2＝B1∶B2＝1∶2；由右手定则可知通过R的电流方向为a→c，C 正确。

3．[2017·唐山模拟]如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0～t2时间内()A．电容器C的电荷量大小始终不变B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN所受安培力的大小始终不变D．MN所受安培力的方向先向左后向右答案 A解析磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，则电容器C的电荷量大小始终不变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项C、D错误。

4．[2017·福建龙岩质检]如图所示，三角形金属线框ABC的底边AB长度为d，顶点C距AB边的距离为d2，在右侧空间边长为d的正方形区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下线框底边沿着x轴向右运动，运动过程中始终保持线框平面与磁场方向垂直。

在线框沿x轴向右匀速穿过有界磁场区域的过程中，线框中的感应电动势()A．经历均匀增大、均匀减小、均匀增大、均匀减小的过程B．经历均匀增大、保持不变、均匀增大、保持不变的过程C．经历均匀增大、均匀减小、均匀增大的过程D．经历均匀增大、保持不变、均匀减小的过程答案 A解析导线切割磁感线产生感应电动势有E＝Bl v，因为匀速运动，所以感应电动势大小取决于切割磁感线的导线的有效长度，线框匀速穿过有界磁场区域的过程中有效长度先均匀增大，再均匀减小，然后再均匀增大，再均匀减小，所以选项A正确。

5．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2。

螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。

在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。

则下列说法中正确的是( )A ．螺线管中产生的感应电动势为1 VB ．闭合S ，电路中的电流稳定后，螺线管两端电压为1.08 VC ．电路中的电流稳定后电容器下极板带负电D ．S 断开后，流经R 2的电荷量为1.8×10－6 C答案 B解析 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt，其中n ＝1500匝，S ＝20×10－4 m 2，ΔB Δt 等于乙图中图线斜率，为1.0－0.22 T/s ＝0.4 T/s ，代入得E ＝1.2 V ，A 错误。

感应电流I ＝E r ＋R 1＋R 2＝0.12 A ，螺线管两端的电压U ＝I (R 1＋R 2)＝1.08 V ，B 正确。

由楞次定律可得，螺线管下端电势高，所以电容器下极板带正电，C 错误。

S 断开后，电容器把储存的电量都通过R 2释放出来，Q ＝CU R 2，其中U R 2＝IR 2，得Q ＝1.8×10－5 C ，D 错误。

6．如图甲所示，导体棒MN 置于水平导轨上，PQMN 所围的面积为S ，PQ 之间有阻值为R 的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。

导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t 0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN 始终处于静止状态。

下列说法正确的是( )A ．在0～t 0和t 0～2t 0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B ．在0～t 0时间内，通过导体棒的电流方向为N 到MC ．在t 0～2t 0时间内，通过电阻R 的电流大小为SB 0Rt 0D ．在0～2t 0时间内，通过电阻R 的电荷量为SB 02R答案 B解析 导体棒MN 始终静止，与导轨围成的线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt，即感应电动势与B -t 图象斜率成正比，0～t 0时间内的感应电流I 1＝E 1R ＝S ΔB 1Δt 1R ＝S B 0t 0R，t 0～2t 0时间内的感应电流I 2＝E 2R ＝S ΔB 2Δt 2R ＝S 2B 0t 0R，C 错误。

由楞次定律可知在0～t 0时间内，通过导体棒的电流方向N →M ，B 正确。

在0～t 0时间内，磁通量减小，MN 有向右运动的趋势来阻碍磁通量减小，受向左的静摩擦力，在t 0～2t 0时间内，磁通量增加，MN 有向左运动的趋势来阻碍磁通量增加，受向右的静摩擦力，A 错误。

通过电阻R 的电量q ＝q 1＋q 2＝I 1t 0＋I 2t 0＝3SB 0R ，D 错误。

7. 如图所示，电路中A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容很大的电容器。

当S 闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是()A．S刚闭合后，A亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮B．S刚闭合后，B亮一下又逐渐变暗，A逐渐变亮C．S闭合足够长时间后，A和B一样亮D．S闭合足够长时间后，A、B都熄灭答案 A解析S刚闭合后，A、B都变亮，由于L产生自感电动势，A比B亮，之后电路逐渐稳定，A逐渐熄灭，B逐渐变亮，选项A正确，B错误。

S 闭合足够长时间后，电路稳定，L相当于一根导线，A被短路，A熄灭，B一直都是亮的，选项C、D错误。

8．如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。

若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。

则()A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B ．回路中感应电流大小不变，为BL 2ω2RC ．回路中感应电流方向不变，为C →D →R →CD ．回路中有周期性变化的感应电流答案 BC解析 把铜盘看作闭合回路的一部分，在铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项A 错误；铜盘切割磁感线产生的感应电动势为E ＝12BL 2ω，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流I ＝E R ＝BL 2ω2R，由右手定则可判断出感应电流方向为C →D →R →C ，选项B 、C 正确，D 错误。

9．将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是( )A ．磁通量的变化量B ．磁通量的变化率C ．感应电流的大小D ．流过导体某横截面的电荷量答案 AD解析 将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，磁通量变化率不同，A 正确，B 错误；根据法拉第电磁感应定律，第二次线圈中产生的感应电动势大，根据欧姆定律可知第二次感应电流大，即I 2>I 1，C 错误；流过导体某横截面的电荷量q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦΔt R Δt ＝ΔΦR ，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，D 正确。

10. [2017·正定调研]粗细均匀的导线绕成匝数为n 、半径为r 的圆形闭合线圈。

线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为I ，下列说法正确的是( )A ．电流I 与匝数n 成正比B ．电流I 与线圈半径r 成正比C ．电流I 与线圈面积S 成正比D ．电流I 与导线横截面积S 0成正比答案 BD解析 由题给条件可知感应电动势为E ＝n πr 2·ΔB Δt ，电阻为R ＝ρn ·2πr S 0，电流I ＝E R ，联立以上各式得I ＝S 0r 2ρ·ΔB Δt，则可知B 、D 项正确，A 、C 项错误。

11．如图xOy 平面为光滑水平面，现有一长为d 宽为L 的线框MNPQ 在外力F 作用下，沿x 轴正方向以速度v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B ＝B 0cos πd x (式中B 0为已知量)，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R 。

t ＝0时刻MN 边恰好在y 轴处，则下列说法正确的是( )A ．外力F 为恒力B ．t ＝0时，外力大小F ＝4B 20L 2v RC ．通过线框的瞬时电流i ＝2B 0L v cos πv t d RD ．经过t ＝d v ，线框中产生的电热Q ＝2B 20L 2v d R答案 BCD解析 因线框沿x 轴方向匀速运动，故F ＝F 安＝B Mt I t L ＋B Qt I t L ＝4B 20L 2v Rcos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫πv t d ，其中B Mt ＝B 0cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πd ·v t ，B Qt ＝B 0cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤πd (v t ＋d )，I t ＝B Mt L v ＋B Qt L v R，故F 不是恒力，A 错误。

t ＝0时，代入公式得，F ＝4B 20L 2v R ，故B 正确。

i ＝I t ＝2B 0L v cos πv t d R，C 正确。

由电流的瞬时值表达式可知此电流为交流电，有效值I ＝I m 2＝2B 0L v R ，又Q ＝I 2Rt ，故经过t ＝d v ，线框中产生的电热Q ＝2B 20L 2v d R ，D 正确。