1、考点强化练17电磁感应现象法拉第电磁感应定律一、选择题(15题为单选题，68题为多选题)1(2015北京理综)利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是()AIC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应
2、电流DIC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息答案：B解析：A项，IC卡由电感线圈产生感应电流为电容充电，故A项错误。B项，LC振荡电路接收与其固有频率相同频率的电磁波，读卡机发出电磁波频率与之匹配，才能得到最优的充电效果，使电容电压达到预定值，才能进行数据传输，故B项正确。C项，如果是其他频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，依然会有电磁感应现象，有感应电流，故C项错误。D项，IC卡能接收读卡机发射的电磁波，同时将存储的信息传输到读卡机中进行识别，故D项错误。综上所述，本题正确答案为B。2(2015安徽理综)如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距
3、为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则()A电路中感应电动势的大小为B电路中感应电流的大小为C金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为答案：B解析：A项，金属杆切割磁感线产生电动势的一般表达式为EBLv，其中L表示产生感应电动势的导体两端点的连线在切割速度v的垂直方向上投影的长度，因此本题中EBlv，故A项错误。B项，感应电流I，故B项正确。C项，安培力大小为F，故C项错误。D项，热功率PI2R()2r，故D项错误。3(20
4、15海南单科)如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为。则等于()ABC1D答案：B解析：导线做切割磁感线运动时，其有效切割长度必需与磁场和速度垂直。设金属棒的长度为L，则折成两段长度相等且垂直的折线时，其有效切割长度LL。由BLv和BLv可知，B选项正确。4.(2015重庆理综)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间
5、内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()A恒为B从0均匀变化到C恒为D从0均匀变化到答案：C解析：穿过线圈的磁场均匀增加，产生恒定的感应电动势，Enn，而等效电源内部的电流由愣次定律知从ab，即b点是正极，abn，故选C。5(2015福建理综)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动
6、的过程中()APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大答案：C解析：设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3RRx，所以外电路的总电阻为R，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流：I先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即FBIL，拉力的功率PBILv，先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻R最大为3R/4，小于电源内阻R，又外电阻先增大后减小，所以外电路消耗的功率先增大后减小，故D错误。6.(2015河
7、北正定2月调研)粗细均匀的导线绕成匝数为n、半径为r的圆形闭合线圈。线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为I，下列说法正确的是()A电流I与匝数n成正比B电流I与线圈半径r成正比C电流I与线圈面积S成正比D电流I与导线横截面积S0成正比答案：BD解析：由题给条件可知感应电动势为Enr2，电阻为R，电流I， 联立以上各式得I，则可知B、D项正确，A、C项错误。7.(2015山东理综)如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势
8、高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案：ABD解析：由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据EBLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗的机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘则圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动，选项D正确；故选ABD。8(2015课标)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在
9、其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是()A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案：AB解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，选项B对。圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和
10、磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错。圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错。二、非选择题9(2015江苏单科)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的截面积A0.80 cm2，电阻率1.5 m。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织的电阻R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；(3)0.3 s内该圈肌肉组织中
11、产生的热量Q。答案：(1)6103(2)4102V(3)8108J解析：(1)由电阻定律得R代入数据得R6103(2)感应电动势E代入数据得E4102V(3)由焦耳定律得Qt代入数据得Q8108J10(2015浙江理综)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L0.1m，竖直边长H0.3m，匝数为N1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0T，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在02.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取g10m/s2)(1)为
12、使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状相同的线圈，总电阻R10。不接外电流，两臂平衡。如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1m。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率。答案：(1)25匝(2)0.1 T/s解析：(1)线圈受到安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入数据得N125匝(2)由电磁感应定律得EN2EN2Ld由欧姆定律得I线圈受到安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0代入数据可得0.1T/s11(2015海南单科)如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求：(1)电阻R消耗的功率；(2)水平外力的大小。答案：(1)(2)mg解析：(1)导体棒运动时产生的电动势EBLv通过电路的电流I所以电阻R消耗的功率PI2R(2)根据平衡条件可知，拉力的大小FmgBILmg
