【配套K12】(全国通用)2019版高考物理一轮复习备考精炼： 第十章 电磁感应 微专题74 法拉第

74 法拉第电磁感应定律 自感
1．(多选)(2018·四川泸州一检)如图1甲所示，线圈两端a 、b 与一电阻R 相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t ＝0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化．下列说法正确的是( )
图1
A.t 0
2时刻，R 中电流方向由a 到b B.3
2
t 0时刻，R 中电流方向由a 到b C ．0～t 0时间内R 中的电流是t 0～2t 0时间内的1
2
D ．0～t 0时间内R 产生的焦耳热是t 0～2t 0时间内的1
2
2．(多选)(2017·山东淄博一模) 如图2甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1 m 2
，圆环电阻为0.2 Ω.在第1 s 内感应电流I 沿顺时针方向．磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示(其中在4～5 s 的时间段呈直线)．则( )
图2
A ．在0～5 s 时间段，感应电流先减小再增大
B ．在0～2 s 时间段感应电流沿顺时针的方向，在2～5 s 时间段感应电流沿逆时针方向
C ．在0～5 s 时间段，圆环最大发热功率为5.0×10－4
W D ．在0～2 s 时间段，通过圆环横截面积的电荷量为0.5 C
3．(多选)(2017·湖南株洲一模)用导线绕成一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图3所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里．当磁场均匀减弱时( )
图3
A ．线框和圆环中的电流方向都为顺时针
B ．线框和圆环中的电流方向都为逆时针
C ．线框和圆环中的电流大小之比为1∶ 2
D ．线框和圆环中的电流大小之比为1∶2
4．(多选)(2018·福建三明一中模拟)如图4甲所示，一个匝数为n 的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为S ，线圈的电阻为R ，在线圈外接一个阻值为R 的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )
图4
A ．0～t 1时间内P 端电势高于Q 端电势
B ．0～t 1时间内电压表的读数为
n (B 1－B 0)S
t 1 C ．t 1～t 2时间内R 上的电流为nB 1S
2(t 2－t 1)R
D ．t 1～t 2时间内P 端电势高于Q 端电势
5．(2017· 四川凉山州二诊)如图5所示，一横截面积为S 的N 匝线圈，与水平放置相距为
d 、电容大小为C 的平行板电容器组成一电路，线圈放于方向竖直向上的的磁场中，有一质量为m 、
带电荷量＋q 的粒子在板间刚好可匀速运动(重力加速度为g )．则线圈中的磁场B 变化为( )
图5
A ．减少，且Δ
B Δt ＝mgd
NSq
B ．增加，且ΔB Δt ＝mgd
NSq
C ．减少，且ΔB Δt ＝mgd
Sq
D ．增加，且ΔB Δt ＝mgd
Sq
6．(2017·北京海淀区模拟)如图6所示电路为演示自感现象的电路图，其中R 0为定值电阻，电源电动势为E 、内阻为r ，小灯泡的灯丝电阻为R (可视为不变)，电感线圈的自感系数为L 、电阻为R L .电路接通并达到稳定状态后，断开开关S ，可以看到灯泡先是“闪亮”(比开关断开前更亮)一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显．为了观察到断开开关S 时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是( )
图6
A ．撤去电感线圈中的铁芯，使L 减小
B ．更换电感线圈中的铁芯，使L 增大
C ．更换电感线圈，保持L 不变，使R L 增大
D ．更换电感线圈，保持L 不变，使R L 减小
7．(多选)(2017·江西南昌三校第四次联考)如图7中a 所示是用电流传感器(相当于电流表，其内阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R ，L 是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R .图b 是某同学画出的在t 0时刻开关S 切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是( )
图7
A．图b中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．图b中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．图b中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．图b中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况8．(2018·广东东莞模拟)如图8所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m，金属环总电阻为2 Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度为B＝1 T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5 m、电阻为3 Ω的均匀导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为( )
图8
A．0.4 V B．0.65 V
C．2.25 V D．4.5 V
答案精析
1．AC 2.BC 3.AC
4．AC [0～t 1时间内，磁通量增大，根据楞次定律感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端正极，下端负极，所以P 端电势高于Q 端电势，故A 正确； 0～t 1时间内线圈产生的感应电动势
E ＝n
ΔΦΔt ＝n ΔB Δt S ＝n B 1－B 0t 1S ，电压表的示数等于电阻R 两端的电压U ＝IR ＝E
2R
·R ＝n (B 1－B 0)S
2t 1
，故B 错误； t 1～t 2时间内线圈产生的感应电动势E ′＝n
ΔΦΔt ＝n B 1
t 2－t 1
S ， 根据闭合电路的欧姆定律I ′＝
E ′2R ＝nB 1S
2(t 2－t 1)R
，故C 正确； t 1～t 2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上
端负极，下端正极，所以P 端电势低于Q 端电势，故D 错误．] 5．A 6.D
7．BC [开关S 由断开变为闭合，传感器2这一支路立即有电流，线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流(通过传感器1的电流)也要慢慢增加，故A 错误，B 正确．开关S 由闭合变为断开，通过传感器1的电流立即消失，而线圈这一支路，由于线圈阻碍电流的减小，该电流又通过传感器2，只是电流的方向与以前相反，所以通过传感器2的电流逐渐减小．故C 正确，D 错误．]
8．B [当导体棒摆到竖直位置时，设导体棒与金属环上端的交点C ，由v ＝ωr 可得：C 点的速度为：
v C ＝13v B ＝13
×3 m/s＝1 m/s
AC 间电压为：U AC ＝E AC ＝BL AC ·v C 2
＝1×0.5×1
2
V ＝0.25 V
CB 段产生的感应电动势为：
E CB ＝BL CB ·v C ＋v B 2
＝1×1×1＋3
2
V ＝2 V
金属环两侧并联，电阻为：R ＝1
2 Ω＝0.5 Ω，
导体棒CB 段的电阻为：r ＝2 Ω 则CB 间电压为：U CB ＝
R r ＋R E CB ＝0.5
0.5＋2
×2 V＝0.4 V
故AB两端的电压大小为：U AB＝U AC＋U CB＝0.25 V＋0.4 V＝0.65 V]。