2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律、互感和自感測試題12 選修3-2

2020屆物理高三一輪精品測試題：9.2法拉第電磁感應(yīng)定律、互感和自感（選修3-2） 一、選擇題 1．穿過一個單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動勢每秒增加2V B．線圈中感應(yīng)電動勢每秒減少2V C．線圈中感應(yīng)電動勢始終為2V D．線圈中感應(yīng)電動勢始終為一個確定值，但由于線圈有電阻，電動勢小于2V 解析：　由E＝知：ΔΦ/Δt恒定，所以E＝2V. 答案：　C 2．下列關(guān)于感應(yīng)電動勢大小的說法中，正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大 B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大 C．線圈放在磁感應(yīng)強度越強的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大 D．線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大 解析：　由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n知，感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比，與磁通量的大小、磁通量的變化和磁感應(yīng)強度無關(guān)，故只有D項正確． 答案：　D 3.如右圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于O點，將圓環(huán)拉離豎直位置并釋放，圓環(huán)擺動過程中經(jīng)過有界的水平勻強磁場區(qū)域，A、B為該磁場的豎直邊界，若不計空氣阻力，則(　　) A．圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度 B．在進入和離開磁場時，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流 C．圓環(huán)進入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大 D．圓環(huán)最終將靜止在豎直位置 答案：　B 4．如右圖所示，有缺口的金屬圓環(huán)與板間距為d的平行板電容器的兩極板焊接在一起，金屬圓環(huán)右側(cè)有一垂直紙面向外的勻強磁場，現(xiàn)使金屬圓環(huán)以恒定不變的速率v向右運動由磁場外進入磁場，在金屬圓環(huán)進入磁場的過程中，電容器帶電荷量Q隨時間t變化的定性圖象應(yīng)為(　　) 解析：　金屬圓環(huán)進入磁場過程中切割磁感線的金屬的有效長度先變大后變小，最后不變(完全進入磁場中)，則電容器兩板間電勢差也是先變大后變小，最后不變，由Q＝CU可知圖線C正確． 答案：　C 5.如右圖所示，在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a的正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時間內(nèi)(　　) ①平均感應(yīng)電動勢大小等于　②平均感應(yīng)電動勢大小等于?、垌槙r針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為E→F→G→H→E?、苣鏁r針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為E→H→G→F→E A．①③　　　　　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ 解析：　由題意可知，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)過時磁通量減少ΔΦ＝＝2B2，平均感應(yīng)電動勢E＝＝，①對②錯；由楞次定律知無論導(dǎo)線框怎么轉(zhuǎn)都是穿過線框的磁通量減少，電流方向都是E→H→G→F→E，③錯④對；正確答案為B. 答案：　B 6．(2020·全國Ⅱ卷)如右圖，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面a開始下落．已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離．若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則(　　) A．Fd>Fc>Fb　　　　　　　 B．Fc<Fd<Fb C．Fc>Fb>Fd D．Fc<Fb<Fd 解析：　本題考查導(dǎo)體切割磁感線時感應(yīng)電動勢及安培力的計算．線圈自由下落，到b點受安培力，線圈全部進入磁場，無感應(yīng)電流，則線圈不受安培力作用，線圈繼續(xù)加速，到d點出磁場時受到安培力作用，由F＝知，安培力和線圈的速度成正比，D項對． 答案：　D 7.右圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場中，繞O軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，電阻兩端分別接盤心O和盤邊緣，則通過電阻R的電流強度的大小和方向是(　　) A．由c到d，I＝ B．由d到c，I＝ C．由c到d，I＝ D．由d到c，I＝ 解析：　由右手定則可判斷出R中電流由c到d，電動勢E＝Br＝Br2ω，電路中電流I＝. 答案：　C 8.(2020·山東理綜改編)如右圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對稱軸．一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動，當(dāng)運動到關(guān)于OO′對稱的位置時(　　) A．穿過回路的磁通量為零 B．回路中感應(yīng)電動勢大小為Blv0 C．回路中感應(yīng)電流的方向為順時針方向 D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相反 解析：　由于兩磁場的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，且回路此時關(guān)于OO′對稱，因而此時穿過回路的磁通量為零，A項正確；ab、cd均切割磁感線，相當(dāng)于兩個電源，由右手定則知，回路中感應(yīng)電流方向為逆時針，兩電源串聯(lián)，感應(yīng)電動勢為2Blv0，B、C項均錯誤；由左手定則知ab、cd所受安培力方向均向左，D項錯誤． 答案：　A 9.如右圖a是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.圖b是某同學(xué)畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖象．關(guān)于這些圖象，下列說法中正確的是(　　) a b A．圖b中甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 B．圖b中乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 C．圖b中丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 D．圖b中丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 解析：　開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合瞬間，流過自感線圈的電流為零，流過傳感器1、2的電流均為；閉合電路穩(wěn)定后，流過傳感器1的電流為，流過傳感器2的電流為；開關(guān)斷開后，流過傳感器1的電流立即變?yōu)榱?，流過傳感器2的電流方向相反，從逐漸變?yōu)榱悖梢陨戏治隹芍?，選項C正確． 答案：　C 10．如下圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是(　　) A．感應(yīng)電流方向發(fā)生變化 B．CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動勢最大值Em＝Bav D．感應(yīng)電動勢平均值＝Bav 解析：　根據(jù)楞次定律可判定閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向始終不變，A項錯誤；CD段電流方向是D指向C，根據(jù)左手定則可知，CD段受到安培力，且方向豎直向下，B錯；當(dāng)有一半進入磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，Em＝Bav，C對；由法拉第電磁感應(yīng)定律得＝＝，D錯． 答案：　C 二、非選擇題 11.如右圖，勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框．將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部分位于磁場區(qū)域中，求： (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小； (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率． 解析：　(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢為 E＝① ΔΦ＝l2ΔB② 導(dǎo)線框中的電流為I＝③ 式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有 R＝ρ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得 I＝.⑤ (2)導(dǎo)線框所受磁場的作用力的大小為 F＝BIl⑥ 它隨時間的變化率為 ＝Il⑦ 由⑤⑦式得＝.⑧ 答案：　(1)　(2) 12．如右圖所示，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)軌左端連接一個電阻R.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處有一個勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強度為B.對桿施加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運動，已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v，之后進入磁場恰好做勻速運動．不計導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力．求： (1)導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小Ff； (2)桿ab中通過的電流及其方向； (3)導(dǎo)軌左端所接電阻R的阻值． 解析：　(1)桿進入磁場前做勻加速運動，有 F－Ff＝ma① v2＝2ad② 解得導(dǎo)軌對桿的阻力 Ff＝F－.③ (2)桿進入磁場后做勻速運動，有F＝Ff＋FA④ 桿ab所受的安培力 FA＝IBl⑤ 解得桿ab中通過的電流 I＝⑥ 桿中的電流方向自a流向b.⑦ (3)桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E＝Blv⑧ 桿中的感應(yīng)電流 I＝⑨ 解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值 R＝2－r.⑩ 答案：　(1)F－　(2)　方向　a→b　(3)2－r