高考物理二轮复习小题狂做专练二十二法拉第电磁感应定律楞次定律自感现象2

22 法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象一、选择题1【邯郸摸底】下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是( )A图甲用磁铁靠近轻质铝环A，A会靠近磁铁B图乙断开开关S，触点C不立即断开C图丙闭合开关S时，电流表有示数，断开开关S时，电流表没有示数D图丁铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快2【江门调研】如图所示为游乐场中过山车的“磁力刹车装置”。在过山车两侧安装铜片，停车区的轨道两侧安装强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与强力磁铁的相互作用使过山车能很快地停下，下列说法中错误的是( )A过山车进入停车区时其动能转化成电能B过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流C把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果D过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速3【阜阳调研】据外媒某军事杂志一篇关于中国航母的报道，其猜测中国自行设计建造的第三艘国产航母将采用电磁弹射装置。航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。则下列说法正确的是( )A合上开关 S 的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流B金属环向左运动过程中将有扩大趋势C若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去D若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射4【天一中学考前热身卷】如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称。一条形磁铁开始放在A点，中心与O点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为2，下列说法中正确的是( )A磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为B磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为E=C磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为21D磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零5【重庆月考】如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO是它的对称轴，通电直导线AB与OO平行，且AB、OO所在平面与线圈平面垂直。如要在线圈中形成方向为abcda的感应电流，可行的做法是( )AAB中电流I逐渐增大BAB中电流I先增大后减小C导线AB正对OO靠近线圈D线圈绕OO轴逆时针转动90(俯视)6【吉林调研】如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )向右做匀速运动向左做减速运动向右做减速运动向右做加速运动A B C D 7【江西联考】(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的有( )A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B取走磁体，电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D弦振动过程中，线圈中的电流方向不变8【湖南师大附中月考】(多选)等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场。另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直，且保持AC平行于OQ，关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是( )A开始进入磁场时感应电流最大B产生的电动势属于动生电动势C开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向D开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向9【武昌联考】(多选)如图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。图甲、乙、丙、丁是某同学画出的在t0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( ) A图甲是开关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二、解答题10【华中师大附中模拟】据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间。照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见。如图所示，假设“天宫一号”正以速度v7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B1.0105 T，将太阳帆板视为导体。(1)求M、N间感应电动势的大小E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V 0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻，试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R6.4103 km，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h。（计算结果保留一位有效数字）11【嘉兴2019届教学测试】如图所示，竖直面内有一圆形小线圈，与绝缘均匀带正电圆环同心放置。带电圆环的带电量为Q，绕圆心做圆周运动，其角速度随时间t的变化关系如图乙所示(图中0、t1、t2为已知量)。线圈通过绝缘导线连接两根竖直的间距为l的光滑平行金属长导轨，两导轨间的矩形区域内存在垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁场的上下边界间距为h，磁感应强度大小恒为B。“工”字形构架由绝缘杆固连间距为H(H h)的水平金属棒AB、CD组成，并与导轨紧密接触。初始时锁定“工”字形构架，使AB棒位于磁场内的上边沿，t1时刻解除锁定，t2时刻开始运动。已知“工”字形构架的质量为m，AB棒和CD棒离开磁场下边沿时的速度大小均为v，金属棒AB、CD和圆形线圈的电阻均为R，其余电阻不计，不考虑线圈的自感。求：(1)0t1时间内，带电圆环的等效电流；(2)t1t2时间内，圆形线圈磁通量变化率的大小，并判断带电圆环圆周运动方向(顺时针还是逆时针方向?)；(3)从0时刻到CD棒离开磁场的全过程AB棒上产生的焦耳热。答案与解析1【答案】B【解析】图甲用磁铁靠近轻质铝环A，由于A环中发生电磁感应，根据楞次定律可知，A将远离磁铁，故A错误；图乙断开开关S，由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小，因此线圈仍有磁性，触电C不立即断开，故B正确；图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应，因此电流表均有示数，故C错误；当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生安培力导致铜盘转动受到阻碍，因此铜盘将转慢，故D错误。2【答案】C【解析】磁力刹车制动器是由一个或两个磁力很强的钕磁铁长条，当金属片(通常是铜或铜铝合金)切割磁感线时，会在金属内部产生涡流，这将生成一个磁场来反抗运动。由此产生的制动力是与速度成正比的。金属片在磁铁内移动，同时产生热能。C选项中玻璃片不是金属，达不到同样的刹车效果，故C错误。3【答案】A【解析】线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由右侧看为顺时针，故A正确；在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，故金属环的面积右缩小的趋势，故B错误；若金属环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动；故C错误；电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹出，故D错误。4【答案】B【解析】磁铁在A点时，线圈中的磁通量为1，故通过一匝线圈的磁通量也为1，与匝数无关，故A错误；磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为E=n=n=，故B正确；磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电动势为零，故平均感应电流为零，故通过线圈某一截面的电量为零，故C、D错误。5【答案】D【解析】OO为线框的对称轴，由图示可知，AB中电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零；AB中电流I逐渐增大，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故A错误；AB中电流I先增大后减小，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故B错误；导线AB正对OO靠近线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生，故C错误；线圈绕OO轴逆时针转动90(俯视)，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流方向为abcda，故D正确。6【答案】C【解析】导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引，故错误。导体棒ab向左做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从ba，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同，则线圈c被螺线管吸引，故正确。导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从ab，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同，则线圈c被螺线管吸引，故正确。导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从ab，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同反，则线圈c被螺线管排斥，故错误。故选C。7【答案】BC【解析】铜质弦不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A项错误；取走磁体，金属弦无法磁化，电吉他将不能正常工作，故B项正确；据法拉第电磁感应定律知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，故C项正确；弦振动过程中，线圈中磁通量一会增大一会减小，电流方向不断变化，故D项错误。8【答案】ABD【解析】当线框进入磁场时切割磁感线，产生的动生感应电动势为：E=BLv，导线框ABC的速度恒定，当有效的切割长度最大时，产生的感应电动也最大，那么感应电流I=也最大，开始进入磁场时感应电动势最大，此时感应电流最大，故AB正确。由右手定则可判定，开始进入磁场时导体切割磁感线产生的感应电流方向为C到A，即感应电流沿逆时针方向，故C错误；由楞次定律可得开始穿出磁场时感应电流为A到C，即感应电流沿顺时针方向，故D正确。9【答案】BC【解析】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。二、解答题10【解析】(1)由法拉第电磁感应定律得：EBLv1.54 V。(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流。(3)在地球表面有匀速圆周运动解得代入数据得h4105 m（数量级正确都算对）11【解析】(1)由电流的定义式可知：。(2) t1t2时间内，“工”字形构架处于平衡状态，由平衡条件可知：mgBIL解得：由欧姆定律可知：解得：由AB棒处于平衡可知，AB棒中的电流方向由A到B，小圆形线圈中的电流方向为逆时针方向，由“楞次定律”中的增反减同可知，带电圆环圆周运动方向为逆时针方向。(3)由功能关系可知：由电路特点可知：由以上两式解得：。