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

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1、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(gè)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(dòng)勢每秒增加2V B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減少2V C．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢始終為2V D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)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(dòng)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(dòng)勢一定越大 B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大 C．線圈放在

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)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(dòng)勢越大 解析：　由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n知，感應(yīng)電動(dòng)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(qiáng)度無關(guān)，故只有D項(xiàng)正確． 答案：　D 3.如右圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離豎直位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過程中經(jīng)過有界的水平勻強(qiáng)磁場區(qū)域，A、B為該磁場的豎直邊界，若不計(jì)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(jìn)入和離開磁場時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流 C．圓環(huán)進(jìn)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

3、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(qiáng)磁場，現(xiàn)使金屬圓環(huán)以恒定不變的速率v向右運(yùn)動(dòng)由磁場外進(jìn)入磁場，在金屬圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程中，電容器帶電荷量Q隨時(shí)間t變化的定性圖象應(yīng)為(　　) 解析：　金屬圓環(huán)進(jìn)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(jìn)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長也為a的正方形導(dǎo)線框架EFGH

4、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(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時(shí)間內(nèi)(　　) ①平均感應(yīng)電動(dòng)勢大小等于?、谄骄袘?yīng)電動(dòng)勢大小等于　③順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋→F→G→H→E?、苣鏁r(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋→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(shí)磁通量減少ΔΦ＝＝2B2，平均感應(yīng)電動(dòng)勢E＝＝，①對(duì)②錯(cuò)；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(cuò)④對(duì)；正確答案為B. 答案：　B 6．(2020·全國Ⅱ卷)如右圖，

5、空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)，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．FcFb>Fd D．Fc

6、，到d點(diǎn)出磁場時(shí)受到安培力作用，由F＝知，安培力和線圈的速度成正比，D項(xiàng)對(duì)． 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(qiáng)磁場中，繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻兩端分別接盤心O和盤邊緣，則通過電阻R的電流強(qiáng)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(dòng)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(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(duì)稱軸．一導(dǎo)

7、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(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)(　　) A．穿過回路的磁通量為零 B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為Blv0 C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)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(qiáng)度大小相等，方向相反，且回路此時(shí)關(guān)于OO′對(duì)稱，因而此時(shí)穿過回路的磁通量為零，A項(xiàng)正確；ab、cd均切割磁感線，相當(dāng)于兩個(gè)電源，由右手定則知，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，兩電源串聯(lián)，感應(yīng)電動(dòng)勢為2Blv0，B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤；由左手定則知ab、cd所受安培力方向均向左，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：　A 9.如右

8、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(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電阻的阻值均為R，L是一個(gè)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(shí)刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間變化的情況 解析

9、：　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(xiàng)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)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(dòng)勢最大值E

10、m＝Bav D．感應(yīng)電動(dòng)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(xiàng)錯(cuò)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(cuò)；當(dāng)有一半進(jìn)入磁場時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，Em＝Bav，C對(duì)；由法拉第電磁感應(yīng)定律得＝＝，D錯(cuò)． 答案：　C 二、非選擇題 11.如右圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率＝k，k為負(fù)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(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間

11、的變化率． 解析：　(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動(dòng)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(shí)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(gè)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(gè)勻強(qiáng)磁場，磁場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

12、恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場恰好做勻速運(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： (1)導(dǎo)軌對(duì)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(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動(dòng)，有 F－Ff＝ma① v2＝2ad② 解得導(dǎo)軌對(duì)桿的阻力 Ff＝F－.③ (2)桿進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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