2019高考物理二轮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（含答案解析）

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1、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

2、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

3、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1一、选择题二十二 法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象象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=2(1-2)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

4、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

5、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

6、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

7、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 B1.010 5 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

8、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 R6.410 3 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）二、解答题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、t 1、t 2 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

9、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，t 1 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)0t 1 时间内，带电圆环的等效电流；(2)t1t 2 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

10、 棒上产生的焦耳热。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)

11、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

12、 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 1-22 2(1-2)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

13、，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，螺线管答案与解析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，

14、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

15、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

16、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

17、，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。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 2=匀速圆周运动 (+)2=2+解得 =22代入数据得 h4105 m（数量级正确都算对）二、解答题11 【解析】(1)由电流的定义式可知：。02/QqIt(2) t1t 2 时间内， “工”字形构架处于平衡状态，由平衡条件可知：mgBIL解得： mgIBL由欧姆定律可知： 32EIRt解得： 3gtL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： 21()mgHhvQ由电路特点可知： 2ABQ由以上两式解得： 。211()4ghmv