2016高考物理复习训练试题及答案:法拉第电磁感应定律

　　答案解析

　　1.【解析】选A。线圈进入匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电动势越大,感应电流越大,A对;整个线圈在匀强磁场中无论是匀速、加速还是减速运动,磁通量都不发生变化,线圈中没有感应电流产生,B、C错;线圈穿出匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,感应电流大小与运动的速度有关,匀速运动感应电流不变,加速运动感应电流增大,D错。

　　2.【解析】选B。由法拉第电磁感应定律E=,且ΔΦ1=ΔBS,ΔΦ2=2BΔS,则E1===,E2===-,E1与E2大小相等,选项B正确。

　　3.【解析】选B、C、D。由E=BLvsinθ知,当θ=90°时,E=BLv=0.1V,此时最大;当θ=0时,E=0,此时最小。所以产生的感应电动势范围是0≤E≤0.1V,B、C、D三项正确。

　　4.【解析】选D。磁感应强度以B=B0+Kt(K>0)随时间变化,由法拉第电磁感应定

　　律得E==S=KS,而S=,经时间t电容器P板所带电荷量Q=EC=;由楞次定律知电容器P板带负电,故D选项正确。

　　5.【解析】选C。竖直速度不切割磁感线,只有水平速度切割磁感线,所以E=Blv0,故C正确。

　　6.【解析】选B、D。由题意可知磁感应强度均匀减小,穿过闭合圆环的磁通量在减小,根据楞次定律可以判断,圆环中产生顺时针方向的感应电流,圆环具有扩张的趋势,故A错误,B正确;圆环中产生的感应电动势为E==|πr2k|,圆环的电阻为R=ρ=,所以圆环中感应电流的大小为I==||,故C错误;图中a、b两点间的电势差Uab=I·R=|kπr2|,故D正确。

　　7.【解析】选A。摆到竖直位置时,AB切割磁感线的瞬时感应电动势E=

　　B·2a·(v)=Bav。由闭合电路欧姆定律得,UAB=·=Bav,故A正确。

　　【变式备选】如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)　(　　)

　　A.I=,由c到d B.I=,由d到c

　　C.I=,由c到d D.I=,由d到c

　　【解析】选D。金属圆盘在匀强磁场中匀速转动,可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动,其产生的感应电动势大小为E=,由右手定则可知,其方向由外指向圆心,故通过电阻R的电流大小I=,方向由d到c,故选项D正确。

　　8.【解析】选C。开关S由断开变为闭合瞬间,流过自感线圈的电流为零,流过传感器1、2的电流均为;闭合电路稳定后,流过传感器1的电流为,流过传感器2的电流为;开关断开后,流过传感器1的电流立即变为零,流过传感器2的电流方向相反,从逐渐变为零。由以上分析可知,选项C正确。

　　【总结提升】通电自感与断电自感的区别

　　通电自感 断电自感 现象 自感电路中的电流增加比电阻电路缓慢,最终还是增加到正常值 与自感线圈同一回路的电流,过一会儿才减为0,比正常电阻电路断开要滞后一段时间 原因 感应电路中产生感应电动势E自,阻碍电源引起的电流的增加 电源对电路不再引起电流,但线圈中原有的电流变化要产生自感电动势E自,在某一通路中缓慢减小 9.【解析】选A、C。由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向,A项正确;由法拉第电磁感应定律E=N可得,E=NS,由题图可知是恒量,所以电动势恒定,D项错误;根据欧姆定律,电路中电流是不变的,B项错误;由于磁场均匀增加,线圈面积不变,所以磁通量的变化率恒定不变,C项正确。

　　10.【解析】选A、C。电容器的特性是“充电和放电”,在开始充电阶段,相当于

　　阻值很小的电阻,放电阶段相当于电源。电感线圈的特性是“阻交流、通直流”,即电流不会突然变化,当电流突然增大时,相当于阻值很大的电阻,当电流突然减小时,相当于电源。因此,当开关刚闭合时,电容器对电流的阻碍作用小,线圈对电流的阻碍作用大,C和B组成的电路分压作用小,A、L组成的电路分压作用大,B灯较暗,A灯较亮。当开关闭合足够长的时间后,电容器充电完成,线圈中电流为直流电,而其直流电阻很小,B灯较亮,A灯被短路,不发光;开关断开瞬间,电容器和B组成的回路中,电容器放电,B灯逐渐变暗,A灯和线圈组成的回路中,线圈充当电源,A灯先变亮再熄灭,故选项A、C正确。

　　11.【解题指南】解答本题要注意以下两点:

　　(1)回路面积不变时,感应电动势与磁感应强度的变化率成正比。

　　(2)刚好离开地面时,地面对物体的支持力为零。

　　【解析】(1)由楞次定律可以判断,金属棒上的电流由a到d。　 (2分)

　　(2)由法拉第电磁感应定律得:

　　E==S=0.08V (3分)

　　(3)物体刚要离开地面时,其受到的拉力F=mg　 (2分)

　　而拉力F又等于棒所受的安培力。

　　即mg=F安=BIL1　 (2分)

　　其中B=B0+t　 (2分)

　　I=　 (2分)

　　解得t=5s (2分)

　　答案：(1)由a到d　(2)0.08V　(3)5s

　　12.【解析】Φ的变化有两个原因,一是B的变化,二是面积S的变化,显然这两个因素都应当考虑在内,所以有

　　E==S+Blv　 (3分)

　　又=2T/s,　 (2分)

　　在1s末,B=2T,S=lvt=0.4×1×1m2=0.4 m2 (2分)

　　所以1s末,E=S+Blv=1.6V,　 (2分)

　　此时回路中的电流I==1.6A (2分)

　　根据楞次定律与右手定则可判断出电流方向为逆时针方向　 (2分)

　　金属棒ab受到的安培力为F=BIl=2×1.6×0.4N=1.28 N,方向向左。　(2分)

　　答案：1.6A　1.28 N,方向向左

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