2019版高考物理大一轮复习《第28讲：法拉第电磁感应定律自感现象》课时达标（含答案解析）

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1、课时达标 第 28 讲解密考纲考查公式 En 和 EBl v 的应用；会判断电动势的方向；理解自感现象、t涡流等概念，能分析通电自感和断电自感1(多选) 如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P 固定在框上，H、P 的间距很小质量为 0.2 kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1 m 的正方形，其有效电阻为 0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成 30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是 B(0.40.2 t)T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变则( AC )At1 s 时，金属杆中感应

2、电流方向从 C 到 DBt3 s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 CCt1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1 NDt3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为 0.2 N解析 由楞次定律可知，t 1 s、t 3 s 时，金属杆中感应电流方向均从 C 到 D，选项A 正确，选项 B 错误；由法拉第电磁感应定律，得感应电动势 E Ssin 300.1 BtV，感应电流 I 1 A，t 1 s 时，金属杆受力如图甲所示，由平衡条件，得 FPF Asin ER30 BILsin 30(0.40.21) TILsin 300.1 N，选项 C 正确；t3 s 时，金属杆受力如图乙所示，

3、由平衡条件，得 FHF Asin 30B 3ILsin 30，而 B30.4 T0.23 T0.2 T，方向向左上方，代入解得 FH0.1 N，选项 D 错误2(多选) 如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面向里，导体棒 ab 与电路接触良好当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡 L 未被烧毁，电容器 C 未被击穿，则该过程中 ( AB )A感应电动势将变大 B灯泡 L 的亮度变大C电容器 C 的上极板带负电 D电容器两极板间的电场强度将减小解析 当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体

4、棒 a 端的电势高，电容器 C 的上极板带正电；由公式 EBlv 知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡 L 的亮度变大，由于场强 E ，电容器两极板间的电场强Ud度将变大综上可知，选项 A、B 正确，C、D 错误3矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示，则( A )A从 0 到 t1 时间内，导线框中电流的方向为 adcbaB从 0 到 t1 时间内，导线框中电流越来越小C从 t1 到 t2 时间内，导线框中电流越来越大D从 t1 到 t2 时间内，导线框

5、bc 边受到的安培力大小保持不变解析 从 0 到 t1时间内，垂直纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律可判断，产生顺时针方向的电流，故选项 A 正确；由 E S ，I ，且磁感应强t Bt ER度均匀减小， 为一恒定值，则线框中产生的感应电流大小不变，故选项 B、C 错误；磁Bt感应强度 B 均匀变化，由 FBIL bc知，bc 边受到的安培力是变化的，故选项 D 错误4(多选) 如图所示在方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框 abcd.线框以恒定的速度 v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框 dc 边始终与磁场右边界平行，线框边

6、长 adl ，cd2l.线框导线的总电阻为 R.则在线框离开磁场的过程中下列说法中正确的是 ( ABD )A流过线框截面的电量为 B线框中的电流在 ad 边产生的热量2Bl2R2l3B2v3RC线框所受安培力的合力为 Dad 间的电压为2B2l2vR Blv3解析 线框离开磁场的过程中，感应电动势 E2Blv，由电路知识可知 ad 间的电压为Uad ，线框所受安培力的合力为 FBI (2l) ，产生的总热量E6 Blv3 4B2l2vRQI 2Rt，t ， Qad ，所以 Qad ，通过的电量 q .综上可知，选项lv Q6 2l3B2v3R R 2Bl2RA、B 、 D 正确，C 错误5一直

7、升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为 B，螺旋桨叶片的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示如果忽略 a 到转轴中心线的距离，用 E 表示每个叶片中的感应电动势，则( A )AEfl 2B，且 a 点电势低于 b 点电势BE2fl 2B，且 a 点电势低于 b 点电势CEfl 2B，且 a 点电势高于 b 点电势DE2fl 2B，且 a 点电势高于 b 点电势解析 螺旋桨的叶片围绕着 O 点转动，产生的感应电动势为 E Bl(l) 12B(2f)l2fl 2B，由右手定则判

8、断出 b 点电势比 a 点电势高所以选项 A 正确126如图所示的电路中，L 为自感线圈，其直流电阻与电阻 R 相等，C 为电容器，电源内阻不可忽略当开关 S 由闭合变为断开瞬间，下列说法正确的是( B )A通过灯 A 的电流由 c 到 d BA 灯突然闪亮一下再熄灭CB 灯无电流通过，不可能变亮 D电容器立即放电解析 S 断开瞬间，线圈 L 与 A 灯、电阻 R 形成闭合回路，通过灯 A 的电流由 d 到c，故选项 A 错由于自感提供给 A 灯的电流开始时大于电源原来提供的电流，故 A 灯闪亮一下再熄灭，选项 B 正确 S 断开瞬间，电源的路端电压增大，将对电容器充电，充电电流通过 B 灯，

9、可能会使 B 灯闪亮一下再熄灭，故选项 C、D 均错7(多选) 用一根横截面积为 S、电阻率为 的硬质导线做成一个半径为 r 的圆环，ab为圆环的一条直径，如图所示，在 ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率 k( k0)，则( BtBD )A圆环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为| |krS2D图中 a、b 两点间的电压 U| kr2|14解析 磁通量垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故选项 A 错误；为了阻碍磁通量的减小，圆环有扩张的趋势，故选项 B 正确由法

10、拉第电磁感应定律可知，E ，感应电流 I ，故选项 C 错误；Br22t |12kr2| ER E2rS |kSr4|由闭合电路欧姆定律可知，ab 两点间的电压 U ，故选项 D 正确E2 |14kr2|8如图甲所示，质量为 2 kg 的绝缘板静止在粗糙水平面上，质量为 1 kg、边长为 1 m、电阻为 0.1 的正方形金属框 ABCD 位于绝缘板上， E、F 分别为 BC、AD 的中点某时刻起在 ABEF 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度 B1 的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB 边恰在磁场边缘以外；FECD 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B20.5 T，CD 边恰在磁场边缘

11、以内假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，g 取 10 m/s2.则( D )A金属框中产生的感应电动势大小为 1 VB金属框受到向左的安培力大小为 1 NC金属框中的感应电流方向沿 ADCB 方向D如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为 0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止解析 根据法拉第电磁感应定律有 En 0.5 V，故选项 A 错误；回路中t B1t L22的电流为 I 5 A，所受安培力的大小为 FB 2IL2.5 N，根据楞次定律可知，产生感ER应电流的方向为逆时针，即 ABCD 方向，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故选项 B、 C 错误；若金属框

12、与绝缘板间的动摩擦因数为 0.3，则最大静摩擦力Ffm FNmg 3 N，大于安培力，金属框可以在绝缘板上保持静止，故选项 D 正确9(多选) 如图甲所示，abcd 为导体做成的框架，其平面与水平面成 角，导体棒 PQ与 ad、bc 接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度 B随时间 t 变化情况如图乙所示 (设图甲中 B 的方向为正方向) ，在 0t 1 时间内导体棒 PQ 始终静止，下面判断正确的是( AD )A导体棒 PQ 中电流方向由 Q 至 PB导体棒 PQ 受安培力方向沿框架向下C导体棒 PQ 受安培力大小在增大D导体棒 PQ 受安培力大小在减小解析 根据

13、法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，方向由 Q 至 P，故选项 A 正确；根据左手定则可知，导体棒 PQ 受到沿框架向上的安培力，故选项 B 错误；产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，故选项 C 错误，D 正确10(多选) 如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线 MN 的右侧存在磁感应强度 B2 T的匀强磁场，MN 的左侧有一质量 m0.1 kg 的矩形线圈 abcd，bc 边长 L10.2 m，电阻R2 ，t0 时，用一恒定拉力 F 拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过 1 s，线圈的 bc 边到达磁场边界 MN，此时立即将拉力 F 改为变力，

14、又经过 1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的图象如图乙所示则( ABD )A恒定拉力大小为 0.05 NB线圈在第 2 s 内的加速度大小为 1 m/s2C线圈 ab 边长 L20.5 mD在第 2 s 内流过线圈的电荷量为 0.2 C解析 在第 1 s 末，i 1 ，EBL 1v1，v 1a 1t1，Fma 1，联立得 F0.05 N，选项 AER正确；在第 2 s 内，由图象分析知线圈做匀加速直线运动，第 2 s 末，i2 ，E BL1v2，v 2v 1a 2t2，解得 a21 m/s2，选项 B 正确；在第 2 s 内，ERv v 2a 2L2，得 L21 m，选项 C 错误；q 0.2 C ，选项 D 正确2 21R BL1L2R