2020届高考物理一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业含答案

2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业
1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()
A．0～2 s B．2～4 s
C．4～5 s D．5～10 s
解析：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小.5～10 s内图象斜率最小，故选项D正确．
答案：D
2．(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有() A．增加线圈的匝数
B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯
D．取走线圈中的铁芯
解析：当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高．要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻．增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势．瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱．所以选项A、B正确，选项C、D错误．
答案：AB
3.
如图所示，A 、B 两闭合线圈用同样导线绕成，A 有10匝，B 有20匝，两圆线圈半径之比为：1，均匀磁场只分布在B 线圈内．当磁场随时间均匀减弱时( )
A ．A 中无感应电流
B ．A 、B 中均有恒定的感应电流
C ．A 、B 中感应电动势之比为
：1 D ．A 、B 中感应电流之比为：1
解析：线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt
，A 、B 中感应电动势之比为：2，又因为R ＝ρl S ，故：RB ＝：1，所以：IB ＝：2，故选项A 、C 、D 错误，B 正确．
答案：B 4．[2019·江西信丰县模拟](多选)如图所示，A 、B 是完全相同的两个小灯泡，L 为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，则( )
A ．开关S 闭合瞬间，A 、
B 同时发光，随后A 灯变暗直至熄灭，B 灯变亮
B ．开关S 闭合瞬间，B 灯亮，A 灯不亮
C ．断开开关S 的瞬间，A 、B 灯同时熄灭
D ．断开开关S 的瞬间，B 灯立即熄灭，A 灯突然闪亮一下再熄灭
解析：A 项，开关闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A 、B 同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，灯A 逐渐被短路，流过A 灯的电流逐渐减小，B 灯逐渐增大，则A 灯变暗，B 灯变亮，故A 正确，B 错误；C 项，断开开关的瞬间，B 灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A 灯，所以A 灯突然闪亮一下再熄灭，故C 错误，D 正确．故选A 、D.
答案：AD
5.如图所示的电路，初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，在
某一时刻突然断开开关S ，则通过电阻R 1中的电流I 随时间t 变化的
图线可能是选项图中的( )
解析：选D 初始时开关S 闭合，电路处于稳定状态，流过R 1的电流方向向左，大小
为I 1，与R 1并联的R 2和线圈L 支路，电流I 2的方向也是向左。

当某一时刻开关S 突然断开时，L 中向左的电流要减小，由于自感现象，线圈L 产生自感电动势，在回路“L →R 1→A →R 2”中形成感应电流，电流通过R 1的方向与原来相反，变为向右，并从I 2开始逐渐减小到零，故D 正确。

6．(多选)某种安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。

以下关于此安检门的说法正确的是
( )
A ．安检门也能检查出毒品携带者
B ．安检门只能检查出金属物品携带者
C ．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者
D ．安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应
解析：选BD 此安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A 错，B 对；若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使金属物品中产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C 错；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D 对。

7.(多选)(2019·湖北七校联考)如图所示，a 、b 两个闭合正方形线
圈用同样的导线制成，匝数均为10，边长L a ＝2L b ，图示区域内有垂
直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，不考虑a 、b
线圈之间的相互影响，则( )
A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为2∶1
C ．a 、b 线圈中感应电流之比为4∶1
D ．a 、b 线圈消耗的电功率之比为8∶1
解析：选AD 原磁场向里减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，因此两线圈内产生的感应电流沿顺时针方向，选项A 正确；根据法拉第电磁感应定律
可知，E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt
L 2，由L a ＝2L b ，得a 、b 线圈中感应电动势之比为4∶1，选项B 错误；线圈电阻R ＝ρL S ，故a 、b 线圈电阻之比为2∶1，由闭合电路欧姆定律可知I ＝E R ，则a 、b
线圈中感应电流之比为2∶1，选项C 错误；电功率P ＝I 2R ，则a 、b 线圈消耗的电功率之比
为8∶1，选项D 正确。

8．(多选)(2019·唐山模拟)如图甲所示，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向里的磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是( )
A ．0～t 1时间内P 端电势高于Q 端电势
B ．0～t 1时间内电压表的示数为n (B 1－B 0)S t 1
C ．t 1～t 2时间内通过R 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
解析：选AC 0～t 1时间内，由题图乙知磁感应强度垂直线圈平面向里增大，根据楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，线圈相当于电源，上端为正极，下端为负极，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 ΔΦ′Δt ′＝n B 1t 2－t 1
S ，根据闭合电路的欧姆定律知，通过R 的电流为I ′＝E ′2R ＝nB 1S 2(t 2－t 1)R
，故C 正确；t 1～t 2时间内，磁感应强度垂直线圈平面向里减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上端为负极，下端为正极，所以P 端电势低于Q 端电势，故D 错误。

9.如图所示，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、
质量m ＝1 kg 的金属圆环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场运动。

匀
强磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B ＝0.5 T ，从圆环刚进入磁
场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32 J 的热量，求：
(1)此时圆环中电流的瞬时功率；
(2)此时圆环运动的加速度。

解析：(1)圆环从开始进入磁场到有一半进入磁场过程中，由能量守恒定律得12
m v 2＝Q ＋12
m v ′2， 代入数据解得v ′＝6 m/s ，
此时的感应电动势
E ＝BL v ′＝B ·2r v ′＝0.5×2×0.1×6 V ＝0.6 V ，
圆环中电流的瞬时功率P ＝E 2R ＝0.621
W ＝0.36 W 。

(2)感应电流I ＝E R ＝0.61
A ＝0.6 A ， 圆环受到的安培力
F ＝BIL ＝BI ·2r ＝0.5×0.6×2×0.1 N ＝0.06 N ，
由牛顿第二定律得F ＝ma ，
解得圆环此时运动的加速度a ＝F m ＝0.061
m /s 2＝0.06 m/s 2， 由右手定则可知，圆环中感应电流沿逆时针方向，由左手定则可知，安培力水平向左，则加速度方向向左。

答案：(1)0.36 W (2)0.06 m/s 2，方向向左。