1、热点突破提升练(十)电磁感应规律的应用(限时40分钟)一、单项选择题1(2016保定模拟)如图1所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴线导线的接线端，M、N是电流表的接线端现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是()图1A将电流表的接线端M、N分别连接a、c位置B将电流表的接线端M、N分别连接O1、a位置C将电流表的接线端M、N分别连接O1、O2位置D将电流表的接线端M、N分别连接c、d位置【解析】当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，M、N应分别连接电源的两个极即可
2、，故可知只有B项正确【答案】B2如图2所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()图2A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转【解析】由楞次定律知，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B.【答案】B3如图3所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2
3、B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()图3A.B.C. D.【解析】由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势ESn，得E，选项B正确【答案】B4(2014广东高考)如图4所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块()图4A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大【解析】小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在
4、P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，所以落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误【答案】C5如图5所示，粗糙水平桌面上有一个质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()图5AFN先小于mg后大于mg，运动趋势向左BFN先大于mg后小于mg，运动趋势向左CFN先小于mg后大于mg，运动趋势向右DFN先大于mg后小于mg，运动趋势向右【解析】
5、根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因本题中的“原因”是AB回路中磁通量先增大后减小，归根结底是磁场靠近了回路“效果”是回路要采取措施阻碍磁通量先增大后减小，即“来拒去留”，故必有向右运动的趋势在竖直方向上，回路则应以先“向下躲”后“向上追”的方式阻碍磁通量先增大后减小，故FN先大于mg后小于mg.【答案】D6(2016大同质检)如图6所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块U形磁铁置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈正下方时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是()图6A摩擦力方向
6、一直向右B摩擦力方向先向左后向右C感应电流的方向为顺时针逆时针顺时针D感应电流的方向为顺时针逆时针【解析】由楞次定律的推论“来拒去留”可知平板对线圈的静摩擦力方向一直向左，A、B错误；根据楞次定律和右手定则可判得，感应电流的方向为顺时针逆时针顺时针，选项C正确，D错误【答案】C7如图7所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来开关S是闭合的，三个灯泡均在发光某时刻将开关S断开则下列说法正确的是 ()图7Aa点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭Bb点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Ca点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Db点电
7、势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭【解析】开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2，且电流方向由a到b.当开关S断开，由于与电源断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过A灯的电流减小，瞬时流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后再缓慢熄灭，故选项B正确【答案】B8如图8(a)所示，电路的左侧是个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(b)所示，则在0t0时间内电容器()图8A上极板
8、带正电，所带电荷量为B上极板带正电，所带电荷量为C上极板带负电，所带电荷量为D上极板带负电，所带电荷量为【解析】根据法拉第电磁感应定律，电动势E，电容器两端的电压等于电源的电动势，所以电容器所带的带电量QCU.根据楞次定律，在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，所以电容器的上极板带正电故选项A正确，B、C、D错误【答案】A9光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图9所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是(
9、)图9AmgbB.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2【解析】金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场，就往复运动永不停止，由能量守恒可得QEmv2mg(ba)【答案】D10如图10所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈所在平面与匀强磁场垂直当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IAIB为()图10A. B.C. D.【解析】依题意知线圈A和B的长度、横截面积和材料(电阻率)都相同，所以电阻相同，由LAn12r1LBn22r2得，两线圈中的感应电流之比等于两线圈感应电动势之比：，所以B
10、正确【答案】B二、多项选择题11如图11所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()图11A圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C圆盘在磁场中向右匀速平移D匀强磁场均匀增加【解析】只有当圆盘中的磁通量发生变化时才产生感应电流当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，会产生感应电流，B、D正确【答案】BD12半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R
11、0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图12所示则()图12A0时，杆产生的电动势为2BavB时，杆产生的电动势为BavC0时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为【解析】开始时刻，感应电动势E1BLv2Bav，故A项正确；时，E2B2acos vBav，故B项错误；由L2acos ，EBLv，I，RR02acos (2)a，得在0时，F，故C项错误；时，F，故D项正确【答案】AD13如图13所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里
12、，大小BB0kt，k为正数用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，AB为圆环的一条直径，则()图13A圆环中一直是沿逆时针方向的感应电流B圆环中感应电流的大小一直是C磁场对圆环作用力的方向一直是垂直于AB向左D磁场对圆环作用力的大小随时间是均匀变化的【解析】根据BB0kt得磁场先减小后反向增大，感应电流方向不变，一直沿顺时针方向，根据楞次定律可知，安培力方向先垂直AB向左后垂直AB向右，则A、C错E，则电流I，B对安培力FBIL(B0kt)IL，随时间均匀变化，D对【答案】BD14如图14所示，两条平行竖直虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l.金属
13、圆环的直径也为l.圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域则下列说法正确的是()图14A感应电流的大小先增大后减小再增大再减小B感应电流的方向先逆时针后顺时针C金属圆环受到的安培力先向左后向右D进入磁场时感应电动势平均值EBlv【解析】在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势EBLv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同理可以判断穿出磁场时的情况，A、B两项正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和穿出磁场时受到的安培力都向左，C项错误；进入磁场时感应电动势平均值EBlv，D项错误【答案】AB15(
14、2014四川高考)如图15所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律是B(0.40.2t)T，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()图15At1 s时，金属杆中感应电流方向从C到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从D到CCt1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 NDt3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N【解析】根据楞次定律可判断感应电流的方向总是从C到D，故A正确，B错误；由法拉第电磁感应定律可知：Esin 300.212 V0.1 V，故感应电流为I1 A，金属杆受到的安培力FABIL，t1 s时，FA0.211 N0.2 N，方向如图1，此时金属杆受力分析如图1，由平衡条件可知F1FAcos 600.1 N，F1为挡板P对金属杆施加的力t3 s时，磁场反向，此时金属杆受力分析如图2，此时挡板H对金属杆施加的力向右，大小F3BILcos 600.211 N0.1 N故C正确，D错误图1图2【答案】AC
