2020高考物理二轮复习专题练习卷----电磁感应规律及其应用附解析

2020年高考物理二轮复习专题练习卷----电磁感应规律及其应用

一、选择题

1.如图所示，某小组利用电流传感器(接入电脑，图中未画出)记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，i1表示小灯泡中的电流，i2表示自感元件中的电流(已知开关S闭合时i2＞i1)，则下列图象中正确的是

解析开关断开后，A与L组成闭合回路后，L中的电流方向不变，而A中的电流方向与此前的电流方向相反，故C正确，A、B、D错误。

答案 C

2.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图5－2－1(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B 0rS

4t 0ρ

D ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 2

4t 0

解析 根据楞次定律可知在0～t 0时间内，磁感应强度减小，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左，在t 0～t 1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝12πr 2·B 0t 0＝B 0πr 22t 0，根据电阻定律可得R ＝ρ2πr

S ，根据欧姆定律可得I

＝E R ＝B 0rS

4t 0ρ

，所以选项C 正确，D 错误。 答案 BC

3.(多选)用导线绕一圆环，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

A ．圆环和线框中的电流方向都为顺时针

B ．圆环和线框中的电流方向都为逆时针

C ．圆环和线框中的电流大小之比为2∶1

D ．圆环和线框中的电流大小之比为2∶1

解析 根据楞次定律可知，当磁场均匀减弱时，线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流方向都为顺时针，A 正确，B 错误；设圆形半径为a ，则圆环面积为S ＝πa 2，圆环周长为L ＝2πa ，正方形框面积为S ′＝2a 2，正方形线框边长之和为L ′＝42a ，因为磁场是均匀减小的，故E ＝ΔB ·S

Δt ，所以圆环和正方形线框中的电动势之

比为E E ′＝S S ′＝π2，两者的电阻之比为R R ′＝π22，故电流之比为I I ′＝E

R E ′R ′

＝E R ×E ′R ′＝22π×π2＝21

，故C 正确，D 错误。

答案 AC

4.如图(甲)，匝数n ＝2的金属线圈(电阻不计)围成的面积为20 cm 2，线圈与R ＝2 Ω的电阻连接，置于竖直向上、均匀分布的磁场中。磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为B 。B －t 关系如图(乙)

，规定感应电流i 从a 经过R 到

b 的方向为正方向。忽略线圈的自感影响。则下列i －t 关系图正确的是

解析 由图可知，0～2 s 内，线圈中磁通量的变化率相同，故0～2 s 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向；同理可知，2～5 s 内电路中的电流为逆时针，为负方向，由E ＝n ΔΦ

Δt 可得E

＝nS ΔB Δt ，则知0～2 s 内电路中产生的感应电动势大小为E 1＝2×3×10－

32×20×10－4 V ＝6×10－

6 V ，则电流大小为I 1＝

E 1R ＝62×10－6 A ＝3×10－6 A ；同理2～5 s 内，E 2＝2×3×10－

33×20×10－4 V ＝4×10－6 V ，I 2＝2×10－

6 A 。故D 正确，A 、B 、C 错误。

答案 D

5.(多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右侧。导线PQ 中通有正弦交流电i ，i 的变化如图(b)所示，规定从Q 到P 为电流正方向。导线框R 中的感应电动势

A ．在t ＝T

4时为零

B ．在t ＝T

2

时改变方向

C ．在t ＝T

2时最大，且沿顺时针方向

D ．在t ＝T 时最大，且沿顺时针方向

解析 因通电导线的磁感应强度大小正比于电流的大小，故导线框R 中磁感应强度与时间的变化关系类似于题图(b)，感应电动势正比于磁感应强度的变化率，即题图(b)中的切线斜率，斜率的正负反映电动势的方向，斜率的绝对

值反映电动势的大小。由题图(b)可知，电流为零时，电动势最大，电流最大时电动势为零，A 正确，B 错误。再由楞次定律可判断在一个周期内，T 4～3T 4内电动势的方向沿顺时针，T

2时刻最大，C 正确，其余时间段电动势沿逆时针方

向，D 错误。

答案 AC

6.如图，水平桌面上固定有一半径为R 的光滑金属细圆环，环面水平，圆环总电阻为r ；空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向竖直向下；一长度为2R 、电阻可忽略的导体棒AC 置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。一拉力作用于棒中点使其以恒定加速度a 从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是

A ．棒运动过程中产生的感应电流在棒中由A 流向C

B ．棒通过整个圆环所用的时间为

2R

a

C ．棒经过环心时流过棒的电流为4BR 2Ra

r

D ．棒经过环心时所受安培力的大小为16B 2R 22Ra

r

解析 在棒运动过程中，由右手定则可得感应电流方向为从C 到A ，故A 错误；棒做匀加速运动，由2R ＝

1

2at 2，得t ＝2

R a ，故B 错误；棒经过环心时速度为v ＝2aR ，此时产生电流为I ＝B ·2R 2aR r 4

＝8BR 2aR r

，故C 错误；棒经过环心时受到的安培力为F ＝BIL ＝16B 2R 22aR

r

，故D 正确。

答案 D

7.两条相互平行的、足够长的光滑金属导轨放在绝缘水平面上，距离为L ，电阻不计。导轨内有垂直水平面向里的匀强磁场，导轨左侧接电容器C 、电阻R 1和R 2，如图5－2－23所示。垂直导轨且与导轨接触良好的金属杆(电阻不计)以一定的速度向右匀速运动，某时刻开始做匀减速运动至速度为零后反向做匀加速运动。则在此过程中