（江苏专版）2019版高考物理二轮复习专题四第二讲楞次定律法拉第电磁感应定律课前自测诊断卷（含解析）.doc

1、1楞次定律 法拉第电磁感应定律考点一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1.考查楞次定律及其应用多选(2018全国卷)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线 PQ和一导线框R， R在 PQ的右侧。导线 PQ中通有正弦交流电 i， i的变化如图(b)所示，规定从 Q到 P为电流正方向。导线框 R中的感应电动势( )A在 t 时为零T4B在 t 时改变方向T2C在 t 时最大，且沿顺时针方向T2D在 t T时最大，且沿顺时针方向解析：选 AC 在 t 时，交流电图线斜率为 0，即磁场变化率为 0，由T4E S知， E0，故 A正确。在 t 和 t T时，图线斜率最大，在 t 和 t T t B

2、t T2 T2时感应电动势最大。在 到 之间，电流由 Q向 P减弱，导线在 R处产生垂直纸面向里的磁T4 T2场，且磁场减弱，由楞次定律知， R产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，则 R中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在 到 T时， R中电动势也为顺时针方向，在 T到T2 34 34T时， R中电动势为逆时针方向，C 正确，B、D 错误。542考查法拉第电磁感应定律的应用在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，导线回路与匀强磁场垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁场均匀地增强，磁感应强度随时间的变化率 510 2 T/s，电容器电容 C60 F，导线回路 B t边长 L18

3、cm， L25 cm。则电容器上极板( )A带正电，电荷量是 1.2104 C2B带负电，电荷量是 1.2104 CC带正电，电荷量是 1.2108 CD带负电，电荷量是 1.2108 C解析：选 C 根据楞次定律知，感应电动势的方向是逆时针方向，则上极板带正电。根据法拉第电磁感应定律得： E 510 2 0.050.08 V210 4 V，电容器带电 BS t荷量为 Q CU CE610 5 2104 C1.210 8 C，故 C正确，A、B、D 错误。3考查感生电动势多选在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n1 250匝，横截面积 S20 cm2，螺旋管导线电阻 r1 ， R14 ， R25

4、 ， C20 F。在一段时间内，竖直向下穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B按如图乙所示的规律变化，下列说法正确的是( )A螺线管中产生的感应电动势为 1 000 VB闭合 S，电路中的电流稳定后，电容器下极板带负电C闭合 S，电路中的电流稳定后，通过电阻 R1的电流为 0.1 AD闭合 S，电路中的电流稳定后，再断开 S，以后流经 R2的电荷量为 1.0105 C解析：选 CD 根据法拉第电磁感应定律： E n nS 1 250 20104 t B t 0.82V1.0 V，故 A错误； 根据楞次定律可知回路中产生的电流方向是逆时针，所以电容器下极板带正电，故 B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：

5、 I A0.1 ER1 R2 r 14 5 1A，故 C正确；S 断开后，流经 R2的电荷量即为 S闭合时电容器极板上所带的电荷量 Q，电容器两端的电压： U IR20.15 V0.5 V，流经 R2的电荷量：Q CU2010 6 0.5 C1.010 5 C，故 D正确。4考查动生电动势与楞次定律多选如图甲所示，一宽为 l的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。一个边长为 a(l a)的正方形导线框 ABCD位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v通过该磁场区域，导线框电阻为 R。在运动过程中，线框有一条边始终与磁场区域的边界平行，取线框刚进入磁场的时刻 t0，线框中感应电流随时间变化规律

6、的 It图像如图乙所示。下列说法正确的是( )3A在第 1 s内，线框中感应电流为逆时针方向，大小恒定为 0.3 AB在第 2 s内，穿过线框的磁通量最大，感应电流大小恒定为 0.6 AC在第 3 s内，线框中感应电流方向为顺时针方向，大小恒定为 0.3 AD在第 1 s内，线框中 C点电势高于 D点电势，感应电流大小为 0解析：选 AC 在第 1 s内，线框向磁场中运动，穿过线框的磁通量均匀增加，感应电流为逆时针方向(取为正方向)，电流大小恒定，由题图乙可知 I0.3 A，选项 A正确；在第 2 s内，整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量最大且不变，没有感应电流，选项B错误；在第 3 s内

7、，线框从磁场中出来，磁通量均匀减小，感应电流为顺时针方向(为负方向)，大小恒定， I0.3 A，选项 C正确；在第 1 s内，由楞次定律判断出线框中感应电流方向沿逆时针方向，则 C点电势低于 D点电势，选项 D错误。5考查电磁感应定律和楞次定律的应用如图甲所示，正方形闭合线圈 abcd边长为 10 cm，总电阻为 2.0 ，匝数为 100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度 B随时间 t的变化关系如图乙所示。求：(1)在 02 s 内线圈中感应电动势的大小；(2)在 t1.0 s 时线圈的 ad边所受安培力的大小和方向；(3)线圈中感应电流的有效值。解析：(1)在 02 s 内线圈中

8、感应电动势的大小为 E1 n nS 1 V。 1 t1 B1 t1(2)在 t1.0 s 时， I1 0.5 A，由题图乙可知， B11 T，则 F nB1I1L5.0 NE1R根据楞次定律，流过 ad边的电流方向由 a到 d，由左手定则可知， ad边所受安培力的方向垂直 ad向右。(3)在 02 s 内 I10.5 A在 23 s内，线圈中感应电动势的大小为 E2， E2 n nS 2 V， I2 1 2 t2 B2 t2 E2RA4设线圈中感应电流的有效值为 I，则 I12Rt1 I22Rt2 I2Rt，解得 I A。22答案：(1)1 V (2)5.0 N 垂直 ad向右 (3) A22

9、考点二 电磁感应中的图像问题6.考查 t的关系图像穿过某闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图像分别如图中的所示，下列说法正确的是( )A图有感应电动势，且大小恒定不变B图产生的感应电动势一直在变大C图在 0 t1时间内的感应电动势是 t1 t2时间内感应电动势的 2倍D图产生的感应电动势先变大再变小解析：选 C 图中磁通量没有变化，因此没有感应电动势，故 A错误；图中的磁通量均匀增加，图像的斜率不变，因此感应电动势不变，故 B错误；图在 0 t1时间内的斜率是 t1 t2时间内斜率的 2倍，所以在 0 t1时间内感应电动势是 t1 t2时间内感应电动势的 2倍，故 C正确；图的斜率大小先减小后

10、增大，故产生的感应电动势先变小再变大，故 D错误。7考查感应电流的功率和安培力的图像问题多选如图所示，粗细均匀的矩形金属导体线框 abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直线框所在平面，磁感应强度 B随时间 t变化的规律如图所示。以垂直于线框所在平面向里为磁感应强度 B的正方向，则下列关于 ab边的热功率 P、 ab边受到的安培力 F(以向右为正方向)随时间 t变化的图像中正确的是( )5解析：选 AD 根据法拉第电磁感应定律： E n n S可知，产生的感应电动势 t B t大小不变，所以感应电流大小也不变， ab边热功率 P I2R，恒定不变，A 正确，B 错误；根据安培力公式 F BIL，因

11、为电流大小、 ab边长度不变，安培力与磁感应强度成正比，根据左手定则判定方向，可知 C错误，D 正确。8考查倾斜导轨上金属杆下滑速度随电阻变化的图像多选如图甲所示，两固定平行且光滑金属轨道 MN、 PQ与水平面成 37 ， M、 P之间接电阻箱 R，电阻箱的阻值范围为 09.9 ，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B0.5 T。质量为 m的金属杆 ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r。现从静止释放杆 ab，测得最大速度为 vm，改变电阻箱的阻值R，得到 vm与 R的关系如图乙所示。已知轨道间距为 L2 m，取重力加速度 g10 m/s2，轨道足够长且

12、电阻不计(sin 37 0.6，cos 37 0.8)。则( )A金属杆滑动时产生的感应电流方向是 aPMbaB金属杆的质量为 m0.5 kgC金属杆的接入电阻 r2 D当 R2 时，杆 ab匀速下滑过程中 R两端电压为 8 V解析：选 AC 金属杆向下切割磁感线，由右手定则可知产生的感应电流方向为aPMba，故 A正确；当速度达到最大时，金属杆的加速度为零，即受力平衡，由平衡可知mgsin BIL ， vm R ，结合图像可知： m0.33 kg， r2 B2L2vmR r mgsin B2L2 mgrsin B2L2，故 B错误，C 正确；当 R2 时，结合图像，最终的速度为 8 m/s，

13、根据电路知识：E BLv， I ， U IR，解得： U4 V，故 D错误。ER r69考查电磁感应中的 Bt图像多选如图甲所示，两根间距为 L的粗糙导轨水平放置，在导轨上垂直导轨放置一根导体棒 MN，导体棒 MN接入回路中电阻为 R，与导轨接触良好，且处在竖直向上的匀强磁场B1中。导轨的左端与一个半径为 l的导线圈连接， P、Q 两点距离很小，导线圈内存在着竖直向下的磁场 B2，磁感应强度 B2随时间变化的图像如图乙所示。已知导体棒 MN始终保持静止状态，导轨与导线圈电阻不计，则在 B2均匀减弱的过程中，下列说法正确的是( )A导体棒 MN受到水平向左的摩擦力B导体棒 MN受到水平向右的摩擦

14、力C摩擦力大小为 B1 L B2Rt2D摩擦力大小为 B1 L B2l2Rt2解析：选 BD 根据楞次定律和安培定则可知，导线圈内的感应电流方向为顺时针，根据左手定则，导体棒 MN受到水平向左的安培力，根据平衡条件可知导体棒 MN受到水平向右的摩擦力，故 B正确，A 错误；根据法拉第电磁感应定律有 E ，由 t S B t B2 l2t2欧姆定律可知 I ，安培力为 F B1IL，摩擦力大小为 f F ，故 D正确，C 错ER B1B2l2LRt2误。考点三 通电自感和断电自感10.考查自感中的电流关系如图所示是研究通电自感实验的电路图，A 1、A 2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻

15、R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻 R1，使它们都正常发光，然后断开开关 S，则( )A闭合开关瞬间，A 1立刻变亮，A 2逐渐变亮B闭合开关瞬间，A 2立刻变亮，A 1逐渐变亮C稳定后， L和 R两端电势差不相同D稳定后断开开关，A 1和 A2都闪亮一下然后慢慢熄灭解析：选 B 闭合开关瞬间， L产生自感电动势，要阻碍电流的增加，A 1逐渐变亮；电阻 R不产生自感现象，则 A2立刻变亮，故 A错误，B 正确。闭合开关稳定后，两灯仍能正7常发光，即两灯泡的电压相同，因为两支路并联，并联电压相等，所以 L和 R两端电势差相同，故 C错误。稳定后断开开关，由于电感线圈的作用，产生自感电动势阻碍

16、电流的减小，在 L、A 1、A 2和 R中重新形成回路，使得 A1和 A2都慢慢熄灭，但不会闪亮，选项 D错误。11考查含二极管的自感现象多选如图所示的电路中，电感 L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管。下列说法正确的有( )A当 S闭合时，L 1立即变亮，L 2逐渐变亮B当 S闭合时，L 1一直不亮，L 2逐渐变亮C当 S断开时，L 2立即熄灭D当 S断开时，L 1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭解析：选 BD 当 S闭合时，因二极管加上了反向电压，故电流在二极管截止，L 1一直不亮；通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得 L2逐渐变亮，选项 B正确，A错误；当 S断开时，由

17、于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过 L2的电流要在L2L 1 D L之中形成新的回路，故 L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，选项 C错误，D正确。12考查自感现象在电磁继电器中的应用如图所示，铁芯上绕有线圈 A和 B，线圈 A与电源连接，线圈 B与理想发光二极管 D相连，衔铁 E连接弹簧 K控制触头 C的通断，忽略A的自感。下列说法正确的是( )A闭合 S， D闪亮一下B闭合 S， C将会过一小段时间接通C断开 S， D不会闪亮D断开 S， C将会过一小段时间断开解析：选 D 当闭合 S时，穿过线圈 B的磁通量要增加，根据楞次定律(增反减同)，结合右手螺旋定则可知，线圈 B所在回路的电流方

18、向为逆时针，而由于二极管顺时针方向导电，则二极管 D不会闪亮一下，此时线圈 A中磁场立刻吸引 E，导致触头 C即时接触，故 A、B 错误；当断开 S时，穿过线圈 B的磁通量要减小，根据楞次定律(增反减同)，结合右手螺旋定则可知，线圈 B所在回路的电流方向为顺时针，则二极管处于导通状态，则 D会闪亮一下，同时对线圈 A有影响，阻碍其磁通量减小，那么 C将会过一小段时间断开，故 C错误，D 正确。13考查涡流现象铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热。其具体做法是将被加热管道置于感应线圈中，8当感应线圈中通以电流时管道发热。下列说法正确的是( )A管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的B感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的C感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流D感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电解析：选 D 管道发热是由于线圈中产生变化的磁场，导致管道中有涡流产生，A、B错误；感应线圈中通以恒定电流时，不能在管道中产生电流；感应线圈中通以正弦交流电，在管道中产生的涡流也是交流电，C 错误，D 正确。