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2019年高考物理大二輪專題復習 考前增分練 選擇題部分 專練11 楞次定律和法拉第電磁感應定律 1．(xx江蘇1)如圖1所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中．在Δt時間內(nèi)，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為(　　) 圖1 A. B. C. D. 答案　B 解析　線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E＝n＝nS＝n＝，選項B正確． 2．(xx山東16)如圖2所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定，導體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導體棒所受安培力分別用FM、FN表示．不計軌道電阻，以下敘述正確的是(　　) 圖2 A．FM向右 B．FN向左 C．FM逐漸增大 D．FN逐漸減小 答案　BCD 解析　根據(jù)直線電流產(chǎn)生磁場的分布情況知，M區(qū)的磁場方向垂直紙面向外，N區(qū)的磁場方向垂直紙面向里，離導線越遠，磁感應強度越小．當導體棒勻速通過M、N兩區(qū)時，感應電流的效果總是反抗引起感應電流的原因，故導體棒在M、N兩區(qū)運動時，受到的安培力均向左，故選項A錯誤，選項B正確；導體棒在M區(qū)運動時，磁感應強度B變大，根據(jù)E＝Blv，I＝及F＝BIl可知，F(xiàn)M逐漸變大，故選項C正確；導體棒在N區(qū)運動時，磁感應強度B變小，根據(jù)E＝Blv，I＝及F＝BIl可知，F(xiàn)N逐漸變小，故選項D正確． 3．在大連某中學實驗室的水平桌面上，放置一矩形閉合導體線圈，如圖3所示，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．僅考慮地磁場的影響，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢高 B．若使線圈向東平動，則a點的電勢與b點的電勢相等 C．若以bc邊為軸將線圈向上翻轉90過程中，則線圈中感應電流方向為abcda D．若以bc邊為軸將線圈向上翻轉90過程中，則線圈中感應電流方向為adcba 答案　C 解析　若使線圈向東平動，由于地磁場的磁感線是地理南極指向北極，則穿過線圈的磁通量不變，因此線圈中沒有感應電動勢，故A、B錯誤；若以bc為軸將線圈向上翻轉90過程中，ad邊切割磁感應線，由右手定則可知線圈中感應電流方向為abcda，故C正確，D錯誤． 4．如圖4所示，邊長為2L的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B.一個邊長為L粗細均勻的正方形導線框abcd，其所在平面與磁場方向垂直，導線框的對角線與虛線框的對角線在一條直線上，導線框各邊的電阻大小均為R.在導線框從圖示位置開始以恒定速度v沿對角線方向進入磁場，到整個導線框離開磁場區(qū)域的過程中，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．導線框進入磁場區(qū)域時產(chǎn)生順時針方向的感應電流 B．導線框中有感應電流的時間為 C．導線框的bd對角線有一半進入磁場時，整個導線框所受安培力大小為 D．導線框的bd對角線有一半進入磁場時，導線框a、c兩點間的電壓為 答案　D 解析　根據(jù)楞次定律的推論：感應電流的效果總是阻礙磁通量的變化，故由楞次定律判斷出，導線框進入磁場區(qū)域時，感應電流的方向為逆時針方向，故A選項錯誤；導線框完全進入磁場后感應電流消失，完全進入經(jīng)歷的時間為，完全穿出經(jīng)歷時間也為，導線框中有感應電流的時間t＝2，故B選項錯誤；導線框的bd對角線有一半進入磁場時，導體的有效切割長度為，感應電動勢為，由安培力公式為F＝，可算出安培力為，故C選項錯誤；導線框的bd對角線有一半進入磁場時，導線框a、c兩點間的電壓為電動勢的一半，大小為，故D選項正確． 5．電吉他是利用電磁感應原理工作的一種樂器．如圖5甲所示為電吉他的拾音器的原理圖，在金屬弦的下方置有一個連接到放大器的螺線管．一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當撥動金屬弦后，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應電流，經(jīng)一系列轉化后可將電信號轉為聲音信號．若由于金屬弦的振動，螺線管內(nèi)的磁通量隨時間的變化如圖乙所示，則對應感應電流的變化為(　　) 　 圖5 答案　D 解析　在0～時間內(nèi)，磁通量增加但增加的越來越慢，因此感應電流越來越小，到時刻，感應電流減小到零；在～t0時間內(nèi)，磁通量越來越小，感應電流反向，磁通量變化的越來越快，感應電流越來越大，到t0時刻達到反向最大值，從這兩段時間斷定，選項D正確，A、B、C錯誤． 6．如圖6所示，兩個有界勻強磁場的磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側L處，有一邊長也為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定：電流沿逆時針方向時電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量Φ的方向為正，外力F向右為正．則以下關于線框中磁通量Φ、感應電動勢E、外力F和線圈總電功率P隨時間t變化的圖象正確的是(　　) 圖6 答案　BD 解析　當運動到2.5L時，磁通量為零，故A錯誤；當線圈進入第一個磁場和離開第二個磁場時，由E＝BLv可知，E保持不變，方向為逆時針方向，而開始進入第二個磁場時，兩端同時切割磁感線，電動勢應為2BLv，方向為順時針方向，故B正確；因安培力總是與運動方向相反，故拉力應一直向右，故C錯誤；拉力的功率P＝Fv，因速度不變，故P與F的變化規(guī)律一致，所以D正確． 7．有一種信號發(fā)生器的工作原理可簡化為如圖7所示的情形，豎直面內(nèi)有半徑均為R且相切于O點的兩圓形區(qū)域，其內(nèi)存在水平恒定的勻強磁場，長為2R的導體桿OA，以角速度ω繞過O點的固定軸，在豎直平面內(nèi)順時針勻速旋轉，t＝0時，OA恰好位于兩圓的公切線上，下列描述導體桿兩端電勢差UAO隨時間變化的圖象可能正確的是(　　) 圖7 答案　A 解析　由右手定則可知，感應電動勢始終從O指向A，為正．由E＝BL2ω，L是有效切割長度，B、ω不變，切割的有效長度隨時間先增大后減小，且做非線性、非正弦的變化，經(jīng)半圈后，再次重復，故A正確． 8．如圖8甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200 cm2，線圈的電阻r＝1 Ω，線圈外接一個阻值R＝4 Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．線圈中的感應電流方向為順時針方向 B．電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大 C．線圈電阻r消耗的功率為410－4 W D．前4 s內(nèi)通過R的電荷量為410－4 C 答案　C 解析　由圖可知，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可得：線圈產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針方向，故A錯誤．根據(jù)法拉第電磁感應定律，磁通量的變化率恒定，所以電動勢恒定，則電阻兩端的電壓恒定，故B錯誤；由法拉第電磁感應定律：E＝N＝N＝1000.02 V＝0.1 V，由閉合電路歐姆定律，可知電路中的電流為I＝＝ A＝0.02 A，所以線圈電阻r消耗的功率P＝I2r＝0.0221 W＝410－4 W，故C正確；前4 s內(nèi)通過R的電荷量Q＝It＝0.024 C＝0.08 C，故D錯誤．faa