（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（六十三）法拉第電磁感應(yīng)定律（重點(diǎn)突破課）（含解析）.doc

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課時(shí)檢測(cè)(六十三) 法拉第電磁感應(yīng)定律 (重點(diǎn)突破課) 1．一單匝矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍。接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半。先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為(　　) A．　　　　　　　　　　 B．1 C．2 D．4 解析：選B　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，線框面積為S0，則第一個(gè)過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝＝＝；第二個(gè)過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝＝＝，所以?xún)蓚€(gè)過(guò)程線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為1，故選項(xiàng)B正確。 2.如圖所示，一金屬?gòu)潡U處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知ab＝bc＝L，當(dāng)它以速度v向右水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(　　) A．BLv B．BLvsin θ C．BLvcos θ D．BLv(1＋sin θ) 解析：選B　當(dāng)金屬?gòu)潡U以速度v向右水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，其有效切割長(zhǎng)度為L(zhǎng)sin θ，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為BLvsin θ，即a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為BLvsin θ，故選項(xiàng)B正確。 3.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為(　　) A． B． C． D． 解析：選C　當(dāng)線框繞過(guò)圓心O的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于面積的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)半圓的半徑為r，導(dǎo)線框的電阻為R，即I1＝＝＝＝＝。當(dāng)線框不動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，I2＝＝＝＝，因I1＝I2，可得＝，選項(xiàng)C正確。 4. 如圖所示，半徑為r的金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞過(guò)O點(diǎn)的軸以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤(pán)的電阻不計(jì))(　　) A．由c到d，I＝ B．由d到c，I＝ C．由c到d，I＝ D．由d到c，I＝ 解析：選D　由右手定則判定通過(guò)電阻R的電流的方向是由d到c，而金屬圓盤(pán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Br2ω，所以通過(guò)電阻R的電流大小是I＝，選項(xiàng)D正確。 5.如圖所示的電路，初始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時(shí)刻突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則通過(guò)電阻R1中的電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是選項(xiàng)圖中的(　　) 解析：選D　初始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，流過(guò)R1的電流方向向左，大小為I1，與R1并聯(lián)的R2和線圈L支路，電流I2的方向也是向左。當(dāng)某一時(shí)刻開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)時(shí)，L中向左的電流要減小，由于自感現(xiàn)象，線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，在回路“L→R1→A→R2”中形成感應(yīng)電流，電流通過(guò)R1的方向與原來(lái)相反，變?yōu)橄蛴?，并從I2開(kāi)始逐漸減小到零，故D正確。 6．(多選)某種安檢門(mén)是一個(gè)用于安全檢查的“門(mén)”，“門(mén)框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門(mén)”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品通過(guò)“門(mén)”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。以下關(guān)于此安檢門(mén)的說(shuō)法正確的是(　　) A．安檢門(mén)也能檢查出毒品攜帶者 B．安檢門(mén)只能檢查出金屬物品攜帶者 C．如果“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者 D．安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng) 解析：選BD　此安檢門(mén)是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)，B對(duì)；若“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，它不能使金屬物品中產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò)；安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D對(duì)。 7.(多選)(2019湖北七校聯(lián)考)如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10，邊長(zhǎng)La＝2Lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，不考慮a、b線圈之間的相互影響，則(　　) A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為2∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為4∶1 D．a(chǎn)、b線圈消耗的電功率之比為8∶1 解析：選AD　原磁場(chǎng)向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，因此兩線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，E＝＝L2，由La＝2Lb，得a、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為4∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈電阻R＝ρ，故a、b線圈電阻之比為2∶1，由閉合電路歐姆定律可知I＝，則a、b線圈中感應(yīng)電流之比為2∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電功率P＝I2R，則a、b線圈消耗的電功率之比為8∶1，選項(xiàng)D正確。 8．(多選)(2019唐山模擬)如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫(huà)了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表，將線圈放入垂直線圈平面向里的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．0～t1時(shí)間內(nèi)P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì) B．0～t1時(shí)間內(nèi)電壓表的示數(shù)為 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電流為 D．t1～t2時(shí)間內(nèi)P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì) 解析：選AC　0～t1時(shí)間內(nèi)，由題圖乙知磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直線圈平面向里增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，線圈相當(dāng)于電源，上端為正極，下端為負(fù)極，所以P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì)，故A正確；0～t1時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n＝nS＝nS，電壓表的示數(shù)等于電阻R兩端的電壓U＝IR＝R＝，故B錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E′＝n＝nS，根據(jù)閉合電路的歐姆定律知，通過(guò)R的電流為I′＝＝，故C正確；t1～t2時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直線圈平面向里減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，線圈相當(dāng)于電源，上端為負(fù)極，下端為正極，所以P端電勢(shì)低于Q端電勢(shì)，故D錯(cuò)誤。 9.如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r＝10 cm、電阻R＝1 Ω、質(zhì)量m＝1 kg的金屬圓環(huán)，以速度v＝10 m/s 向一有界磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，從圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)一共釋放了32 J的熱量，求： (1)此時(shí)圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率； (2)此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。 解析：(1)圓環(huán)從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到有一半進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，由能量守恒定律得mv2＝Q＋mv′2， 代入數(shù)據(jù)解得v′＝6 m/s， 此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝BLv′＝B2rv′＝0.520.16 V＝0.6 V， 圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率P＝＝ W＝0.36 W。 (2)感應(yīng)電流I＝＝ A＝0.6 A， 圓環(huán)受到的安培力 F＝BIL＝BI2r＝0.50.620.1 N＝0.06 N， 由牛頓第二定律得F＝ma， 解得圓環(huán)此時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度a＝＝ m/s2＝0.06 m/s2， 由右手定則可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，由左手定則可知，安培力水平向左，則加速度方向向左。 答案：(1)0.36 W　(2)0.06 m/s2，方向向左