2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時(shí)跟蹤檢測(cè)高考常考題型：選擇題計(jì)算題一、單項(xiàng)選擇題1.(xx南京模擬)如圖1所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩極板電勢(shì)相等。兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t電容器P板()圖1A不帶電B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是圖2D帶負(fù)電，電荷量是2.如圖2中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l。t0時(shí)刻bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合(如圖)?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。取沿abcd的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是()圖33.如圖4所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計(jì)，L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S閉合和斷開的過(guò)程中，燈L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷)()圖4AS閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮BS閉合，L1不亮，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮CS閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅DS閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅4.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖5所示，拋物線的方程是yx2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(圖中的虛線所示)，一個(gè)小金屬塊從拋物線上yb(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()圖5AmgbB.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv25.(xx武漢模擬)如圖6所示是圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖；銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。則()圖6A由于穿過(guò)銅盤的磁通量不變，故回路中無(wú)感應(yīng)電流B回路中感應(yīng)電流大小不變，為C回路中感應(yīng)電流方向不變，為CRDCD回路中有周期性變化的感應(yīng)電流二、多項(xiàng)選擇題6.(xx上海高考)如圖7，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形。則磁場(chǎng)()圖7A逐漸增強(qiáng)，方向向外B逐漸增強(qiáng)，方向向里C逐漸減弱，方向向外 D逐漸減弱，方向向里7如圖一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎?，在磁?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈位于紙面內(nèi)，如圖8甲所示?，F(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度值B隨時(shí)間t變化，先按圖乙所示的oa圖線變化，后來(lái)又按bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1、I2、I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流()圖8AE1>E2，I1沿逆時(shí)針?lè)较颍琁2沿順時(shí)針?lè)较駼E1<E2，I1沿逆時(shí)針?lè)较颍琁2沿順時(shí)針?lè)较駽E1<E2，I2沿順時(shí)針?lè)较颍琁3沿逆時(shí)針?lè)较駾E2E3，I2沿順時(shí)針?lè)较?，I3沿順時(shí)針?lè)较?.(xx廣東七校聯(lián)考)如圖9所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一水平放置的U形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端連接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，在導(dǎo)軌上垂直放置一根金屬棒MN，與導(dǎo)軌接觸良好，電阻為r，用外力拉著金屬棒向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)。則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖9A金屬棒中的電流方向?yàn)橛蒒到MB電阻R兩端的電壓為BLvC金屬棒受到的安培力大小為D電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 三、計(jì)算題9.金屬桿MN和PQ間距為l，MP間接有電阻R，磁場(chǎng)如圖10所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒AB長(zhǎng)為2l，由圖示位置以A為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)過(guò)90(順時(shí)針)。求該過(guò)程中(其他電阻不計(jì))：圖10(1)R上的最大電功率；(2)通過(guò)R的電量。10.(xx廣東汕頭二模)如圖11所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻。一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上。在桿的右方距桿為d處有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。對(duì)桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力。求：圖11(1)導(dǎo)軌對(duì)桿ab的阻力大小f；(2)桿ab中通過(guò)的電流及其方向；(3)導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R。答 案1選D磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得ESKS，而S，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量QEC；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確。2選B當(dāng)線圈進(jìn)入時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，切割磁感線的等效長(zhǎng)度均勻增加，故線圈進(jìn)入時(shí)，電流方向?yàn)樨?fù)，大小均勻增大，故A、C錯(cuò)；當(dāng)線圈完全進(jìn)入的瞬間電流為零，線圈穿出時(shí)，同理可判斷，電流為正，大小均勻增大，故B對(duì)，D錯(cuò)。3選D當(dāng)S閉合時(shí)，L的自感系數(shù)很大，對(duì)電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電源相連，L1和L2同時(shí)亮，隨著L中電流的增大，L的直流電阻不計(jì)，L的分流作用增大，L1中的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2中的電流增大，L2燈變得更亮；當(dāng)S斷開時(shí)，L2中無(wú)電流，立即熄滅，而線圈L將要維持本身的電流不變，L與L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅。綜上所述，選項(xiàng)D正確。4選D金屬塊在進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能要減少，上升的最大高度不斷降低，最后剛好飛不出磁場(chǎng)，就往復(fù)運(yùn)動(dòng)永不停止，由能量守恒可得QEmv2mg(ba)。5選B把銅盤看作閉合回路的一部分，在穿過(guò)銅盤以角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中有感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBL2，根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中感應(yīng)電流IE/R，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)镃DRC，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤。6選CD磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，導(dǎo)線圍成的面積擴(kuò)大，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線內(nèi)的磁通量一定正在減小，而擴(kuò)大面積可以阻礙磁通量的減小。該過(guò)程與磁通量的方向無(wú)關(guān)。故選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。7選BD由法拉第電磁感應(yīng)定律知E1<E2E3；由楞次定律可知oa段，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?；bd整段斜率不變，感應(yīng)電流方向相同，為順時(shí)針?lè)较颉?選ACA項(xiàng)，由右手定則判斷得知金屬棒MN中的電流方向?yàn)橛蒒到M，故A正確；B項(xiàng)，MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 EBLv，回路中的感應(yīng)電流大小為 I ，則電阻R兩端的電壓為UIR，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬棒MN受到的安培力大小為 FBIL ，故C正確；D項(xiàng)，電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 PI2R2R ，故D錯(cuò)誤。9解析：AB轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，且切割長(zhǎng)度由l增至2l以后AB離開MN，電路斷開。(1)當(dāng)B端恰至MN上時(shí)，E最大。EmB2l2Bl2，PRm(2)AB由初位置轉(zhuǎn)至B端恰在MN上的過(guò)程中回路Bl2lsin 60Bl2qt答案：(1)(2)10解析：(1)桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速運(yùn)動(dòng)，有Ffmav22ad解得導(dǎo)軌對(duì)桿的阻力fF(2)桿進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，有FfF安桿ab所受的安培力F安IBl解得桿ab中通過(guò)的電流I桿中的電流方向自a流向b(3)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv桿中的感應(yīng)電流I解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值Rr答案：(1)F(2)ab(3)r