2021届高考物理（全国通用版）大一轮复习检测：第十章 电磁感应 第2课时　法拉第电磁感应定律　自感、涡流 Word版含解析

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【基础巩固】
对法拉第电磁感应定律的理解和应用
1.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面里的磁通量随时间变化规律如图所示(磁通量变化曲线是正弦函数图像),则( ABD )
A.线圈中零时刻的感应电动势最大
B.线圈中D时刻的感应电动势为零
C.线圈中D时刻的感应电动势最大
D.线圈中零到D时刻内平均感应电动势为0.4 V
解析:根据法拉第电磁感应定律E=,由图可以看出,零时刻和t=
0.01 s时曲线的斜率最大,则感应电动势最大;而D时刻曲线的斜率为零,则感应电动势为零,故选项A,B正确,C错误;零时刻Φ1=0,D时刻Φ2=2×10-3 Wb,则ΔΦ=Φ2-Φ1=2×10-3 Wb,经历的时刻Δt=0.005 s,所以平均感应电动势E= V=0.4 V,故选项D正确.
2.(2016·北京卷,16)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a,b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是( B )
A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向
B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向
C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向
D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向
解析:根据法拉第电磁感应定律,有E= QUOTE πr2,则 QUOTE =( QUOTE )2=4;由楞次定律可知,感应电流均沿顺时针方向,选项B正确.
3.(2016·河北唐山摸底)(多选)如图(甲)所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图(乙)所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0～t2时间( AD )
A.电容器C的电荷量大小始终没变
B.电容器C的a板先带正电后带负电
C.MN所受安培力的大小始终没变
D.MN所受安培力的方向先向右后向左
解析:磁感应强度均匀变化,产生恒定电动势,电容器C的电荷量大小始终没变,选项A正确,B错误;由于磁感应强度变化,MN所受安培力的大小变化,MN所受安培力的方向先向右后向左,选项C错误,D正确.
切割磁感线的分析与计算
4.导学号 00622669如图所示,虚线区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L,磁感应强度大小为B.总电阻为R的直角三角形导线框,两条直角边边长分别为2L和L,在该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,下列说法正确的是( C )
A.线框中的感应电流方向始终不变
B.线框中的感应电流一直在增大
C.线框所受安培力方向始终相同
D.当通过线框的磁通量最大时,线框中的感应电动势为零
解析:该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,穿过线框的磁通量先增大后减小,根据楞次定律、安培定则可以判断线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向,且始终不为零,由左手定则可以判断线框在该磁场中一直受到水平向左的安培力作用,故选项A,D错误,C正确;该线框匀速穿过磁场的过程中,导线框切割磁感线的有效长度先增大、后不变、再增大,由E=Blv及闭合电路的欧姆定律可得线框中的感应电流先增大、后不变、再增大,故选项B错误.
5.(2015·全国Ⅱ卷,15)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a,b,c三点的电势分别为Ua,Ub,Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( C )
A.Ua>Uc,金属框中无电流
B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿abca
C.Ubc=- QUOTE Bl2ω,金属框中无电流
D.Uac= QUOTE Bl2ω,金属框中电流方向沿acba
解析:闭合金属框在匀强磁场中以角速度ω逆时针转动时,穿过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流.由右手定则可知Ub=Ua