1、新人教版高三物理选修 3-1法拉第电磁感应定律、互感和自感专项练习（带解析） 选择题 （ 2010 上海物理） 21.如图，金属环 A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片 P向左移动，则金属环 A将向 _（填 “左 ”或“右 ”）运动，并有 _（填 “收缩 ”或 “扩张 ”）趋势。 答案：右 收缩 如下图所示，一导线弯成半径为 a的半圆形闭合回路虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v向右匀速进入磁场，直径 CD始终与 MN 垂直从 D点到达边界开始到 C点进入磁场为止，下列结论正确的是 ( ) A感应电流方向发生变化 B CD段
2、直导线始终不受安培力 C感应电动势最大值 Em Bav D感应电动势平均值 Bav 答案： C （ 2010 浙江卷） 19. 半径为 r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为 d，如图（上）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（下）所示。在 t=0 时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为 q的静止微粒，则以下说法正确的是 （ ） A第 2秒内上极板为正极 B第 3秒内上极板为负极 C第 2秒末微粒回到了原来位置 D第 3秒末两极板之间的电场强度大小为 0.2 答案： A （ 2010
3、四川卷） 19.图甲所示电路中， 为相同的电流表， C为电容器，电阻 的阻值相同，线圈 L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在 时间内（ ） A电流表 的示数比 的小 B电流表 的示数比 A3 的小 C电流表 和 的示数相同 D电流表的示数都不为零 答案： C (2011 福州模拟 )如图所示，在 x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于 xy平面 (纸面 )向里 .具有一定电阻的矩形线框 abcd位于 xy平面内，线框的ab边与 y轴重合 .令线框从 t=0时刻起由静止开始沿 x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流 I(取逆时针方向为电流正方向 )随时间
4、 t的变化图线 I-t图可能是下图中的 ( ) 答案：选 D. (2011 江门模拟 )如图所示，电路中 A、 B是完全相同的灯泡， L是一带铁芯的线圈 .开关 S原来闭合，则开关 S断开的瞬间 ( ) A.L中的电流方向改变，灯泡 B立即熄灭 B.L中的电流方向不变，灯泡 B要过一会儿才熄灭 C.L中的电流方向改变，灯泡 A比 B熄灭慢 D.L中的电流方向不变，灯泡 A比 B熄灭慢 答案：选 D. (2011 东城区模拟 )如图所示的电路 ,电源电动势为 E,线圈 L的电阻不计 .以下判断正确的是 ( ) A闭合 S,稳定后 ,电容器两端电压为 E B闭合 S,稳定后 ,电容器的 a极板带正
5、电 C断开 S的瞬间 ,电容器的 a极板将带正电 D断开 S的瞬间 ,电容器的 a极板将带负电 答案：选 C. 如图所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻 R，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于平行金属导轨所在平面 一根金属棒与导轨成 角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度 v在金属导轨上滑行时，通过电阻 R的电流是 ( ) A B C D 答案： D 物理实验中，常用一种叫做 “冲击电流计 ”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为 R.若将
6、线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转 180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为 q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 A B C D 答案： A 如图 (a)、 (b)所示的电路中，电阻 R和自感线圈 L的电阻值都很小，且小于灯 A的电阻，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A发光，则 ( ) A在电路 (a)中，断开 S后， A将逐渐变暗 B在电路 (a)中，断开 S后， A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C在电路 (b)中，断开 S后， A将逐渐变暗 D在电路 (b)中，断开 S后， A将先变得更亮，然后渐渐变暗 答案： AD 如图所示，两块竖直放置的金属板间距为
7、 d，用导线与一匝数为 n的线圈连接线圈内部分布有方向水平向左的匀强磁场两板间有一个一定质量、电荷量为 q的油滴在与水平方向成 30角斜向右上方的恒力 F的作用下恰好处于平衡状态则线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是 ( ) A磁场正在增强， B磁场正在减弱， C磁场正在减弱， D磁场正在增强， 答案： B 穿过闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图象分别如图 所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是 ( ) A图 中，回路产生的感应电动势恒定不变 B图 中，回路产生的感应电动势一直不变 C图 中，回路在 0 t1 时间内产生的感应电动势小于在 t1 t2 时间内产生的感应电动
8、势 D图 中，回路产生的感应电动势先变小再变大 答案： BD （ 2010 上海物理） 19. 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 ，边长为 的正方形框 的 边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿 轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（ ） 答案： A （ 2010 山东卷） 21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 ，方向相反且垂直纸面， 、 为其边界， OO为其对称轴。一导线折成边长为 的正方形闭合回路 ，回路在纸面内以恒定速度 向右运动，当运动到
9、关于 OO对称的位置时（ ） A穿过回路的磁通量为零 B回路中感应电动势大小为 2B C回路中感应电流的方向为顺时针方向 D回路中 边与 边所受安培力方向相同 答案： ACD (2010 北京高考 )在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡 L1 和 L2 分别串联一个带铁芯的电感线圈 L和一个滑动变阻器 R.闭合开关 S后，调整 R，使 L1和 L2 发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为 I.然后，断开 S.若 t时刻再闭合 S，则在 t前后的一小段时间内，正确反映流过 L1 的电流 i1、流过 L2 的电流 i2 随时间 t变化的图象是 ( ) 答案：选 B. （ 2011 北京高考 T1
10、9）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L、小灯泡 A 、开关 S和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 s，小灯泡发光；再断 开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 答案：选 C. （ 2011 四川理综 T20）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T,转轴 O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过
11、60时的感应电流为 1A.那么 A.线圈消耗的电功率为 4W B.线圈中感应电流的有 效值为 2A C.任意时刻线圈中的感应电动势为 e = 4cos D.任意时刻穿过线圈的磁通量为 = sin 答案：选 AC. （ 2011 广东理综 T15）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 A感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 答案：选 C. （ 2011 福建理综 T17）如图，足够长的 U型
12、光滑金属导轨平面与水平面成 角（ 0 90),其中 MN 与 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触， 棒接入电路的电阻为 R，当流过 棒某一横截面的电量为 q时，棒的速度大小为 ，则金属棒 在这一过程中 A运动的平均速度大小为 B下滑的位移大小为 C产生的焦耳热为 D受到的最大安培力大小为 答案：选 B. （ 2011 江苏物理 T2）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流 ，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中 A穿过线框的磁通量保持不变 B线框中感应
13、电流方向保持不变 C线框所受安培力的合力为零 D线框的机械能不断增大 答案：选 B. （ 2011 江苏物理 T6）美国科学家 Willard S.Boyle与 George E.Smith 因电荷耦合器件 (CCD)的重要发明荣获 2009年度诺贝尔物理学奖。 CCD是将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有（ ） A.发光二极管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池 答案：选 BC. （ 2010 江苏卷） 2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1
14、 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（ ） A B 1 C 2 D 4 答案： B 难度：易 本题考查电磁感应定律的应用 （ 2010 江苏卷） 4.如图所示的电路中，电源的电动势为 E,内阻为 r,电感 L的电阻不计，电阻 R的阻值大于灯泡 D的阻值，在 t=0时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在 t=t1时刻断开 S,下列表示 A、 B两点间电压 UAB随时间 t变化的图像中，正确的是（ ） 答案： B （ 2010 广东卷） 16. 如图 5所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒 PQ沿导轨从 MN 处匀速运动到 MN的过
15、程中，棒上感应电动势 E随时间 t变化的图示，可能正确的是（ ） 答案： A 考点：导体切割磁感线时的感应电动势。 分析：根据感应电动势公式分析：导体在磁场中切割磁感线时产生感应电动势，速度不变，电动势不变。 解答： 导体没有进入磁场时，不产生 感应电动势导体在磁场中做匀速直线运动切割磁感线时， E=BLv， v不变，则 E不变，故选 A。 点评：感应电动势公式中 v是导体相对于磁场的速度， l是有效的切割长度。 如右图 a是用电流传感器 (相当于电流表，其电阻可以忽略不计 )研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为 R， L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为 R.图 b是
16、某同学画出的在 t0 时刻开关 S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象，下列说法中正确的是 ( ) a b A图 b中甲是开关 S由断开变为闭合，通过传感器 1的电 流随时间变化的情况 B图 b中乙是开关 S由断开变为闭合，通过传感器 2的电流随时间变化的情况 C图 b中丙是开关 S由闭合变为断开，通过传感器 2的电流随时间变化的情况 D图 b中丁是开关 S由闭合变为断开，通过传感器 2的电流随时间变化的情况 答案： C 计算题 位于竖直平面内的矩形平面导线框 abdc， ab长 L1 1.0 m， bd长 L2 0.5 m，线框的质量 m 0.2 kg，电阻 R 2 .其下
17、方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界 PP和 QQ均与 ab平行两边界间距离为 H， HL2，磁场的磁感应强度B 1.0 T，方向与线框平面垂直。如图 27所示，令线框的 dc边从离磁场区域上边界 PP的距离为 h 0.7 m处自由下落已知线框的 dc边进入磁场以后， ab边到达边界 PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值问从线框开始下落，到 dc边刚刚到达磁场区域下边界 QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？ (g取 10 m/s2) 答案： -0.8 J 半径为 a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为 B=0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b的金属圆环
18、与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m， b = 0.6 m，金属环上分别接有灯 L1、 L2，两灯的电阻均为 R0 = 2 ，一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计 . (1)若棒以 v0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑动到圆环直径 OO的瞬时 (如图所示 )， MN 中的电动势和流过灯 L1 的电流 . (2)撤去中间的金属棒 MN 将右面的半圆环 OL2O以 OO为轴向上翻转 90,若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 = T/s，求 L2 的功率 . 答案： (1)0.8 V 0.4A (2)1.2810-2W 金属杆 MN 和 PQ间距为
19、l,MP间接有电阻 R,磁场如图所示 ,磁感应强度为 B.金属棒 AB长为 2l,由图示位置以 A为轴 ,以角速度 匀速转过 90(顺时针 ).求该过程中 (其他电阻不计 ): (1)R上的最大电功率 . (2)通过 R的电量 . 答案： (1) (2) 如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为 l，导轨左端连接一个电阻 R.一根质量为 m、电阻为 r的金属杆 ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为 d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为 B.对杆施加一个大小为 F、方向平行于导轨的 恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为 v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求： (1)导轨对杆 ab的阻力大小 Ff； (2)杆 ab中通过的电流及其方向； (3)导轨左端所接电阻 R的阻值 答案： (1)F- (2) 方向 ab (3)2 -r
