2019高考物理最后冲刺增分小题狂练(30)含答案解析
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1、小题狂练 30 法拉第电磁感应定律 自感现象小题是基础 练小题 提分快1.2019河北省承德二中测试 如图所示,用相同导线绕成的两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r,圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合,若磁场的磁感应强度均匀增大,开始时的磁感应强度不为 0,则( )A任意时刻,穿过 a、b 两线圈的磁通量之比均为 1:4Ba、 b 两线圈中产生的感应电动势之比为 1:2Ca、 b 两线圈中产生的感应电流之比为 4:1D相同时间内 a、b 两线圈产生的热量之比为 2:1答案:D解析:任意时刻,穿过 a、b 两线圈的磁感线条数相等,磁通量相等,故磁通量之比为1:1,故 A 错
2、误根据法拉第电磁感应定律得:E S,Sr 2,因为 S 相等, 也相Bt Bt等,所以 a、b 两线圈中产生的感应电动势相等,感应电动势之比为 1:1,故 B 错误线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r,周长之比为 1:2 ,电阻之比为 1:2,根据欧姆定律知 I ,得 a、b 两线圈中产生的感应电流之比为 2:1.故 C 错误根据焦耳定律得ERQ t,相同时间内 a、b 两线圈产生的热量之比为 2:1,故 D 正确E2R2.2019湖南省衡阳八中模拟(多选) 如图所示,均匀金属圆环的总电阻为 4R,磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过圆环,金属杆 OM 的长为 l,阻值为 R,M 端与环接
3、触良好,绕过圆心 O 的转轴以恒定的角速度 顺时针转动阻值为 R 的电阻一端用导线和环上的A 点连接,A 点位于 O 点的正下方,另一端和转轴 O 处的端点相连接下列判断正确的是( )A金属杆 OM 旋转产生的感应电动势恒为Bl22B通过电阻 R 的电流的最小值为 ,方向从 Q 到 PBl28RC通过电阻 R 的电流的最大值为 ,且 P、Q 两点电势满足 PQBl24RDO、M 两点间电势差绝对值的最大值为Bl23答案:AD解析:M 端线速度为 vl,OM 切割磁感线的平均速度为 ,OM 转动切割磁感线vv2产生的电动势恒为:EBl Bl2,A 正确;当 M 端位于圆环最上端时,圆环两部分电v
4、2 12阻相等,并联电阻最大,电流最小,R 并 R ,通过电阻 R 的电流的最小值为 Imin E3R,根据右手定则可得电流方向从 Q 到 P,B 错误;当 M 位于最下端时圆环接入电路的Bl26R电阻为 0,此时有最大电流:I max ,根据右手定则可得电流方向从 Q 到E2R Bl24RP,P、Q 两点电势满足 P0,金属棒将一直加速,A 错、B 对;由右手定则可知,金属棒 a 端电势高,则 M 板电势高,C 对;若微粒带负电,则静电力向上,与重力反向,开始时静电力为 0,微粒向下加速运动,当静电力增大到大于重力时,微粒的加速度方向向上,D 错10.2019陕西省部分学校摸底(多选) 半径
5、分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,一长为 r、电阻为 R 的均匀金属棒 AB 置于圆导轨上面,BA 的延长线通过圆形导轨圆心 O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为 B,方向竖直向下在两环之间接阻值为 R 的定值电阻和电容为 C 的电容器金属棒在水平外力作用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触下列说法正确的是( )A金属棒中电流从 B 流向 AB金属棒两端电压为 Br234C电容器的 M 板带负电D电容器所带电荷量为 CBr232答案:AB解析:根据右手定则可知金属棒中电流从 B 流向 A,选项
6、 A 正确;金属棒转动产生的电动势为 EBr Br2,切割磁感线的金属棒相当于电源,金属棒两端电压相当r 2r2 32于电源的路端电压,因而 U E Br2,选项 B 正确;金属棒 A 端相当于电源正极,RR R 34电容器 M 板带正电,选项 C 错误;由 C 可得电容器所带电荷量为 Q CBr2,选项 DQU 34错误11.2019江西省临川一中测试(多选)1931 年英国物理学家狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,如图所示,现有一半径为 R 的线状圆环,其过圆心 O 的环面的竖直对称轴 CD 上某处有一固定的磁单 S 极子,与圆环相交的磁感
7、线和对称轴成 角,圆环上各点的磁感应强度 B 大小相等,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )A若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环,该圆环所受安培力的方向竖直向上,大小为 BIRB若圆环为一闭合载流 I、方向如图的导体圆环,该圆环所受安培力的方向竖直向下,大小为 2BIRsinC若圆环为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹图,则小球带负电D若圆环为一闭合导体圆环,从静止开始释放,环中产生与图中反方向的感应电流,加速度等于重力加速度答案:BC解析:根据左手定则可知,通电导体圆环每一部分受到的安培力斜向下,利用微元法可知该圆环所受安培力的方向竖直向下,大小为 2BIRsin,故 A 错误,B
8、 正确;若圆环为一如题图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆,说明形成的电流产生的安培力竖直向上,形成的电流应与题图图示电流方向相反,故小球带负电,故 C 正确;闭合导体圆环从静止开始释放,在下落过程中穿过圆环的磁通量增大,根据右手定则可知,产生与题图反方向的感应电流,受到的安培力斜向上,根据牛顿第二定律可知加速度小于 g,故 D 错误;故选 B、C.12.2019湖南省长沙市长郡中学考试(多选) 如图所示,x 轴上方第一象限和第二象限分别有垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度大小相同,现有四分之一圆形线框 OMN 绕 O 点逆时针匀速转动,若规定线框中感应电流 I 顺时针方向为正方
9、向,从图示时刻开始计时,则感应电流 I 及 ON 边所受的安培力大小 F 随时间 t 的变化示意图正确的是( )答案:AD解析:在 0t 0 时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为负值 );在 t02t 0 时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为顺时针方向( 为正值),且大小为在 0t 0 时间内产生的电流大小的 2 倍;在 2t03t 0 时间内,由楞次定律和右手螺旋定则可判断出感应电流方向为逆时针方向(为负值) ,且大小与在 0t 0时间内产生的感应电流大小相等,因此感应电流 I 随时间 t 的变化示意图与选项 A 中图象相符,选项 A 正确,
10、B 错误在 0t 0 时间内,ON 边虽然有电流但没有进入磁场区域,所受安培力为零;在 t02t 0 时间内,感应电流大小为在 2t03t 0 时间内产生的电流大小的 2倍,ON 边所受安培力为在 2t03t 0 时间内的 2 倍,因此 ON 边所受的安培力大小 F 随时间t 的变化示意图与选项 D 中图象相符,选项 C 错误,D 正确132019安徽省四校模拟(多选) 如图所示,竖直面内有一闭合导线框 ACDEA(由细软导线制成)挂在两固定点 A、D 上,水平线段 AD 为半圆的直径,在导线框的 E 处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态在半圆形区域内,有磁感应强度大小为 B
11、,方向垂直纸面向里的有界匀强磁场设导线框的电阻为 r,半圆的半径为 R,在将导线上的 C 点以恒定角速度 (相对圆心 O)从 A 点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法正确的是( )A在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针B在 C 从 A 点沿圆弧移动到图中ADC30 位置的过程中,通过导线上 C 点的电荷量为3BR22rC当 C 沿圆弧移动到圆心 O 的正上方时,导线框中的感应电动势最大D在 C 从 A 点沿圆弧移动到 D 点的过程中,导线框中产生的焦耳热为B2R42r答案:ABD解析:设经过时间 t,C 点转过的角
12、度为 ,则有 t,根据几何知识可知导线框在磁场中的面积为 S 2RRsinR 2sint,磁通量为 BR2sinBR 2sint,磁通量先增12大后减小,根据楞次定律知电流的方向先逆时针后顺时针,A 正确;根据 q ,可得rq , B 正确;根据 e 可知,感应电动势 eBR 2cost,C 沿圆BR2sin60 0r 3BR22r t弧移动到圆心 O 的正上方时,导线框中的感应电动势最小,为零,C 错误;根据 C 选项的分析可知电动势的有效值为 E BR2,故焦耳热为 Q t BR22 22 E2r 2B2R42r ,D 正确B2R42r142018全国卷( 多选)如图(a) ,在同一平面内
13、固定有一长直导线 PQ 和一导线框R,R 在 PQ 的右侧导线 PQ 中通有正弦交流电 i,i 的变化如图 (b)所示,规定从 Q 到 P为电流正方向导线框 R 中的感应电动势 ( )A在 t 时为零T4B在 t 时改变方向T2C在 t 时最大,且沿顺时针方向T2D在 tT 时最大,且沿顺时针方向答案:AC解析:A 对:在 t 时,交流电图线斜率为 0,即磁场变化率为 0,由 E ST4 t Bt知,E 0.C 对,B、D 错:在 t 和 tT 时,图线斜率最大,在 t 和 tT 时感应电动T2 T2势最大在 到 之间,电流由 Q 向 P 减弱,导线在 R 处产生垂直纸面向里的磁场,且磁T4
14、T2场减弱,由楞次定律知,R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里,即 R 中感应电动势沿顺时针方向,同理可判断在 到 时,R 中电动势也为顺时针方向,在 T 到 T 时,RT2 3T4 34中电动势为逆时针方向152018全国卷如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为 l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下一边长为 l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动线框中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图32线可能是( )答案:D解析:设线框运动的速度为 v,则线框向左匀速运动第一个 的时间内,线框切割磁l2v感线运动产生的电动势为 E2Bdv(
15、d 为导轨间距),电流 i ,回路中电流方向为顺时针;ER第二个 的时间内,线框切割磁感线运动产生的电动势为零,电流为零;第三个 的时间l2v l2v内,线框切割磁感线运动产生的电动势为 E2Bdv,电流 i ,回路中电流方向为逆时针,ER所以 D 正确162016上海卷( 多选)如图(a) ,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向螺线管与导线框 abcd 相连,导线框内有一小金属圆环 L,圆环与导线框在同一平面内当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图(b)所示规律变化时( )A在 t1t 2 时间内,L 有收缩趋势B在 t2t 3 时间内,L 有扩张趋势C在 t2t
16、 3 时间内, L 内有逆时针方向的感应电流D在 t3t 4 时间内,L 内有顺时针方向的感应电流答案:AD解析:由题图(b)可知,在 t1 t2 时间内,线圈中向上的外加磁场的磁感应强度增大,图线的斜率在增大,则磁感应强度的变化率在增大,根据楞次定律可知,导线框中产生顺时针方向的感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中感应电动势增大,因此导线框中的感应电流增大,导线框中感应电流产生的磁场增强,使得该磁场在圆环中的磁通量增大,由楞次定律知圆环有收缩趋势,A 项正确;在 t2t 3 时间内,外加磁场均匀变化,导线框中产生稳定电流,该电流的磁场是稳定磁场,通过圆环的磁通量保持不变,圆环没有扩张
17、或收缩趋势,B、C 项错误;在 t3t 4 时间内,外加磁场的磁感应强度向下减小,且图线的斜率也减小,根据楞次定律可知,导线框中产生顺时针方向减小的感应电流,根据法拉第电磁感应定律可知,该电流的磁场在圆环中的磁通量垂直纸面向里且大小减少,根据楞次定律可知,圆环内产生顺时针方向的感应电流,D 项正确.课时测评 综合提能力 课时练 赢高分30 一、选择题12019河北石家庄检测等腰直角三角形 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,以下说法中不正确的
18、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答案:C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 EBLv,导线框ABC 以恒定的速度运动,当有效切割长度最大时,产生的感应电动势也最大,感应电流I 最大线框开始进入磁场时感应电动势最大,此时感应电流最大,选项 A、B 说ER BLvR法正确;由右手定则可判定导线框开始进入磁场时,切割磁感线产生的感应电流方向由 C到 A,即感应电流沿逆时针方向,选项 C 说法错误;由楞次定律可得开始穿出磁场时感应电流方向由 A 到 C,即感应电流沿顺时针方向,
19、选项 D 说法正确22019辽宁锦州检测(多选)如图所示,用长度 La:L b2 :1 的同种导线做成圆环 a、b,并在 A、C 处相连,当均匀变化的磁场垂直穿过 a 环时,环内电流为 I1,A 、C 间电压为 U1;若同样磁场穿过 b 环,环内电流为 I2, A、C 间电压为 U2,则( )AI 1:I 24 :1 BI 1:I 22 :1CU 1:U 22 :1 DU 1:U 24 :1答案:AC解析:用长度 La:L b2 :1 的同种导线做成圆环 a、 b,故两个环的半径之比为2:1,面积之比为 4:1;根据电阻定律公式 R ,两圆环的电阻之比为LS0Ra:R b2 :1;根据法拉第电
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