1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感现象 板块三限时规范特训 时间： 45 分钟 满分： 100 分 一、选择题 (本题共 11 小题，每小题 6 分，共 66 分。其中 1 7 为单选， 8 11 为多选 ) 1如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是 ( ) A当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定减小 B当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大 C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不 变 答案 D 解析 由法拉第电磁感应定律可知：
2、E n t nS B t，当磁感应强度均匀变化时，产生恒定的电动势，线框中的感应电流就不变， D 选项正确；当磁感应强度的变化率逐渐增大时，线框中产生的感应电流增大，当磁感应强度的变化率逐渐减小时，线框中产生的感应电流减小，所以 A、 B、 C 选项都是错误的。 2. 如图所示，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动， MN 中产生的感应电动势为 E1；若磁感应强度增为 2B，其他条 件不变， MN 中产生的感应电动势变为 E2。则通过电阻 R 的电流方向及 E1与 E2之比分别为 ( ) A c a,2 1 B a c,2 1
3、 C a c,1 2 D c a,1 2 答案 C 解析 MN 切割磁感线产生的感生电动势 E Blv，其中的 l、 v 保持不变，所以 E1 E2 B1 B2 1 2；由右手定则可知通过 R 的电流方向为 a c， C 正确。 3 2017 唐山模拟 如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R，导体棒 MN 放【 精品教育资源文库 】 在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应 强度 B 的变化情况如图乙所示 (图示磁感应强度方向为正 )， MN 始终保持静止，则 0 t2时间内 ( ) A电容器 C 的电荷量大小始终不变 B电容器 C 的 a
4、 板先带正电后带负电 C MN 所受安培力的大小始终不变 D MN 所受安培力的方向先向左后向右 答案 A 解析 磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，则电容器 C 的电荷量大小始终不变，选项 A 正确， B 错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知， MN 所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项 C、 D 错误。 4 2017 福建龙岩质检 如图所示，三角形 金属线框 ABC 的底边 AB 长度为 d，顶点 C 距 AB 边的距离为 d2，在右侧空间边长为 d 的正方形区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下线框底边沿着 x 轴向右运动，运动过程中始终保持线框
5、平面与磁场方向垂直。在线框沿 x 轴向右匀速穿过有界磁场区域的过程中，线框中的感应电动势 ( ) A经历均匀增大、均匀减小、均匀增大、均匀减小的过程 B经历均匀增大、保持不变、均匀增大、保持不变的过程 C经历均匀增大、均匀减小、均匀增大的过程 D经历均匀增大、保持不变、均匀减小的过程 答案 A 解析 导线切割磁感线产生感应电动势有 E Blv，因为匀速运动，所以感应电动势大小取决于切割磁感线的导线的有效长度，线框匀速穿过有界磁场区域的过程中有效长度先均匀增大，再均匀减小，然后再均匀增大，再均匀减小，所以选项 A 正确。 5在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n 1500 匝，横截面积 S 20
6、cm2。螺线管导线电阻 r 1.0 ， R1【 精品教育资源文库 】 4.0 ， R2 5.0 ， C 30 F 。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是 ( ) A螺线管中产生的感应电动势为 1 V B闭合 S，电路中的电流稳定后，螺线管两端电压为 1.08 V C电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 D S 断开后，流经 R2的电荷量为 1.810 6 C 答案 B 解析 由法拉第电磁感应定律可知 E n t nS B t，其中 n 1500 匝， S 2010 4 m2， B t等于乙图中图线斜率，为 1.0 0.22 T/s 0.
7、4 T/s，代入得 E 1.2 V， A 错误。感应电流 I Er R1 R2 0.12 A，螺线管两端的电压 U I(R1 R2) 1.08 V， B 正确。由楞次定律可得，螺线管下端电势高，所以电容器下极板带正电， C错误。 S 断开后，电容器把储存的电量都通过 R2释放出来， Q CUR2，其中 UR2 IR2，得 Q 1.810 5 C， D 错误。 6如图甲所示，导体棒 MN 置于水平导轨上， PQMN 所围的面积为 S， PQ 之间有阻值为 R 的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在 0 2t0 时间内磁感应强度的变化情
8、况如图乙所示，导体棒 MN 始终处于 静止状态。下列说法正确的是 ( ) A在 0 t0和 t0 2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同 B在 0 t0时间内，通过导体棒的电流方向为 N 到 M C在 t0 2t0时间内，通过电阻 R 的电流大小为 SB0Rt0【 精品教育资源文库 】 D在 0 2t0时间内，通过电阻 R 的电荷量为 SB02R 答案 B 解析 导体棒 MN 始终静止，与导轨围成的线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势 E t S B t，即感应电动势与 Bt 图象斜率 成正比， 0 t0时间内的感应电流 I1 E1R S B1 t1R SB0t0R，
9、t0 2t0时间内的感应电流 I2 E2R S B2 t2R S2B0t0R， C 错误。由楞次定律可知在 0 t0时间内，通过导体棒的电流方向 N M， B 正确。在 0 t0时间内，磁通量减小， MN 有向右运动的趋势来阻碍磁通量减小，受向左的静摩擦力，在 t0 2t0时间内，磁通量增加， MN 有向左运动的趋势来阻碍磁通量增加，受向 右的静摩擦力， A 错误。通过电阻 R 的电量 q q1 q2 I1t0 I2t0 3SB0R ， D 错误。 7. 如图所示，电路中 A、 B 是两个完全相同的灯泡， L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈， C 是电容很大的电容器。当 S 闭合与断
10、开时， A、 B 灯泡的发光情况是 ( ) A S 刚闭合后， A 亮一下又逐渐熄灭， B 逐渐变亮 B S 刚闭合后， B 亮一下又逐渐变暗， A 逐渐变亮 C S 闭合足够长时间后， A 和 B 一样亮 D S 闭合足够长时间后， A、 B 都熄灭 答案 A 解析 S 刚闭合后， A、 B 都变亮，由于 L 产生自 感电动势， A 比 B 亮，之后电路逐渐稳定， A 逐渐熄灭， B 逐渐变亮，选项 A 正确， B 错误。 S 闭合足够长时间后，电路稳定， L 相当于一根导线， A 被短路， A 熄灭， B 一直都是亮的，选项 C、 D 错误。 8如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平
11、的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、 D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为 L，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路的总电阻为 R，从左往右看，铜盘以角速度 沿顺时针方向匀速转动。则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B回路中感应电流大小不变， 为 BL22R C回路中感应电流方向不变，为 C D R C D回路中有周期性变化的感应电流 答案 BC 解析 把铜盘看作闭合回路的一部分，在铜盘以角速度 沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项 A 错误；铜盘切割磁感线产生的感应电动势为 E 12
12、BL2 ，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流 I ER BL22R ，由右手定则可判断出感应电流方向为 C D R C，选项 B、 C 正确，D 错误。 9将 一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是 ( ) A磁通量的变化量 B磁通量的变化率 C感应电流的大小 D流过导体某横截面的电荷量 答案 AD 解析 将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，磁通量变化率不同， A 正确， B 错误；根据法拉第电磁感应定律，第二次
13、线圈中产生的感应电动势大，根据欧姆定律可知第二次感应电流大，即 I2I1， C 错误；流过导体某横截面的电荷量 q I tER t tR t R ，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变， D 正确。 10. 2017 正定调研 粗细均匀的导线绕成匝数为 n、半径为 r 的圆形闭合线圈。线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为 I，下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A电流 I 与匝数 n 成正比 B电流 I 与线圈半径 r 成正比 C电流 I 与线 圈面积 S 成正比 D电流 I 与导线横截面积 S0成正比 答案 BD 解析
14、 由题给条件可知感应电动势为 E n r2 B t，电阻为 R n 2 rS0，电流 I ER，联立以上各式得 IS0r2 B t，则可知 B、 D 项正确， A、 C 项错误。 11如图 xOy 平面为光滑水平面，现有一长为 d 宽为 L 的线框 MNPQ 在外力 F 作用下，沿 x 轴正方向以速度 v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度 B B0cos dx(式中 B0为已知量 )，规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为 R。 t 0 时刻 MN 边恰好在 y 轴处，则下列说法正确的是 ( ) A外力 F 为恒力 B t 0 时，外力大小 F 4B20L2vR C通过线框的瞬时电流 i2B0Lvcos vtdR D经过 t dv，线框中产生的电热 Q 2B20L2vdR 答案 BCD 解析 因线框沿 x 轴方向匀速运动，故 F F 安 BMtItL BQtItL 4B20L2vR cos2? vtd ，其中 BMt B0cos?d vt ，BQt B0cos? ? d vt d ， It BMtLv BQtLvR ，故 F 不是恒
