1、2019备战高考物理选修3-2第四章电磁感应-法拉第电磁感应定律（含解析）一、单选题1.关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（ ） A.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大2.把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，则在两次插入的过程中（） A.磁通量变化率相同B.磁通量变化量相同C.产生的感应电流相同D.产生的感应电动势相同3.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、
2、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动令U表示MN两端电压的大小，则 （）A.，流过固定电阻R的感应电流由b到dB.，流过固定电阻R的感应电流由d到bC.，流过固定电阻R的感应电流由b到dD.，流过固定电阻R的感应电流由d到4.当穿过线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是（） A.线圈中一定有感应电流B.感应电动势的大小与线圈电阻无关C.线圈中没有感应电动势D.感应电动势的大小与磁通量的变
3、化大小成正比5.如图所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R ， 整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够始终保持静止，则0t2时间内，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff随时间变化的图象可能不正确的是（取平行斜面向上为正方向）（） A.B.C.D.6.关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ） A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D.空过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大7.如图所示，三角形金属导轨E
4、OF上放有一金属杆AB ， 在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，若导轨与金属杆均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是( )A.电路中的感应电流大小不变B.电路中的感应电动势大小不变C.电路中的感应电动势逐渐减小D.电路中的感应电流逐渐减小8.如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F( )A.方向向右，且为恒力B.方向向右，且为变力C.方向向左，且为变力D.方向向左，且为恒力9.关于感应电动势的大小，下列说法正确的是
5、（ ） A.跟穿过闭合电路的磁通量有关B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关D.跟电路中电阻大小有关二、多选题10.如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g则此过程（ ）A.杆的
6、速度最大值为 B.流过电阻R的电量为 C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量11.如图所示，电阻为R的金属棒从图示位置ab分别以v1 ， v2的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到ab位置，若v1：v2=1：2，则在这两次过程中（ ）A.回路电流I1：I2=1：2B.产生的热量Q1：Q2=1：2C.通过任一截面的电量q1：q2=1：2D.外力的功率P1：P2=1：212.如图1所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1m2 ， 圆环电阻为0.2在第1s内感应电流I 沿顺时针方向磁场的磁感应强度B随时
7、间t的变化规律如图2所示（其中在45s的时间段呈直线）则（ ）A.在05s时间段，感应电流先减小再增大B.在02s时间段感应电流沿顺时针，在25s时间段感应电流沿逆时针C.在05s时间段，线圈最大发热功率为5.0104WD.在02s时间段，通过圆环横截面的电量为5.0101C13.闭合回路的磁能量随时间t变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的论述，其中不正确的是（ ）A.图甲的回路中没有感应电动势B.图乙的回路中感应电动势恒定不变C.图丙的回路中0t1时间内的感应电动势小于t1t2时间内的感应电动势D.图丁的回路中感应电动势先变大，再变小14.如图甲所示，100匝线圈（图中只画了1
8、匝）两端A、B与一电压表相连线圈内有一垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化下列关于电压表的说法正确的是（ ）A.电压表读数为50VB.电压表读数为150VC.电压表“+”接线柱接A端D.电压表“+”接线柱接B端15.将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最少的是（ ） A.B.C.D.三、填空题16.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为_
9、 17.如图所示，螺线管的匝数为10匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量由0.02Wb均匀变为0.06Wb，则磁通量的变化率为_Wb/s，则螺线管两端产生的感应电动势为_V18.图示为交流发电机原理图，已知两磁极间匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线框的匝数为n、面积为S当线框转到与磁场方向垂直的图示位置时，穿过线框的磁通量为_；若线框从图示位置逆时针转动90，所用时间t，则线框中产生的平均感应电动势为_19.如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1框架左端的电阻R=0.4垂直于框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移
10、时，ab棒中产生的感应电动势E=_，通过ab棒的电流I=_ab棒两端的电势差Uab=_，在电阻R上消耗的功率PR=_，在ab棒上消耗的发热功率Pab=_，切割运动中产生的电功率P=_20.有一个n匝线圈面积为S，在t时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了B，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为_，磁通量的变化率为_，感应电动势_ 四、解答题21.用粗细均匀的绝缘导线制成一个圆环，在圆环内用相同导线折成一个内接正方形将它们放入一个均匀变化的匀强磁场，磁场方向和它们所在的平面垂直求圆环中和正方形中的感应电动势之比 22.有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02wb均匀增加到
11、0.09wb，求线圈中的感应电动势？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电动势与磁感应强度大小、磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，线圈中磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，故A正确，BCD错误；故选：A【分析】根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，应用法拉第电磁感应定律分析答题2.【答案】B 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流条形
12、磁铁第一次迅速插入线圈时，磁通量增加快；条形磁铁第二次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，磁通量变化率不同，但磁通量变化量相同故A错误，B正确；C、根据法拉第电磁感应定律第一次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第一次感应电流大，故C错误；D错误；故选：B【分析】根据产生感应电流的条件分析有无感应电流产生再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值3.【答案】A 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【分析】当MN匀速运动时，MN相当于电源。由右手定则判断电流的方向。再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电
13、压的大小。当MN沿导轨方向以速度v匀速运动运动时，由法拉第电磁感应定律得：E=BLv，由闭合电路欧姆定律可得：MN两端电压大小为，由右手定则可知流过固定电阻R的感应电流由b到d，A对。【点评】难度较大，注意切割磁感线的导体相当于电源，能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题。会用右手定则判断电流的方向。4.【答案】B 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、当线圈中的磁通量发生变化时，若线圈是闭合的，则有感应电流，若不闭合，则无感应电流，有感应电动势故AC错误， B、感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与线圈电阻无关当电路闭合，则感应电流与线圈电阻有关故B正确 D、根据法拉第电
14、磁感应定律，E=N 知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比故D错误；故选：B【分析】当穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就会产生感应电流线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比5.【答案】B 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsin ， 则摩擦力为：f=mgsinF安 ， 随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大，当安培力反向时，f=mgsin+F安，安培力逐渐增大，故摩擦力也是逐渐增大；若安培力大于mgsin ， 则安培力为：f=F安mg
15、sin ， 由于安培力逐渐减小，故摩擦力逐渐减小，当F安=mgsin时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinF安 ， 随着安培力的变化将逐渐增大，故选：B【分析】由图乙可知磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，根据左手定则可知导体棒开始受到沿斜面向上逐渐减小的安培力，当B=0时，安培力为零，当磁场反向时，导体棒受到沿导轨向下的逐渐增大的安培力，分析清楚安培力的情况，然后对导体棒进行正确受力分析，即可正确判断摩擦力的变化情况6.【答案】D 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【分析】穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定故A错误；
16、穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，则感应电动势也会最大，故B错误；穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定故C错误；通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势也越大，故D正确。【点评】感应电动势与磁通量的变化率有直接关系，而与磁通量变化及磁通量均没有直接关系就如加速度与速度的关系一样速度大，加速度不一定大；速度变化大，加速度也不一定大加速度与速度的变化率有关。7.【答案】A 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】导体杆从O开始到如题图所示位置所经历时间设为t ， EOF ， 则导体杆切割磁感线的有效长度lOBtan ， 故EBlvBvttanvBv
17、2ttan ， 即电路中电动势与时间成正比，B、C错误；电路中电流 ，而lOAB的周长，即lOBABOAvtvttan vt（1+tan+ ）所以 ，所以I为恒量，所以A正确、D错误。故选A【分析】本题考查法拉第电磁感应定律的理解和应用，即对公式 的理解。8.【答案】C 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】由 可知，因磁感应强度均匀减小，所以感应电动势E恒定，由F安BIL ， 可知，ab棒受到的安培力随B的减小均匀变小，由外力FF安可知，外力F也均匀变小，为变力，由左手定则可判断F安水平方向上的分量向右，所以外力F水平向左，C正确。故选C【分析】本题考查法拉第电磁感应定律和安培力F安B
18、IL的应用。9.【答案】C 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【分析】感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接的关系故A错误感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比故B错误根据法拉第电磁感应定律可知：感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率反映磁通量变化的快慢故C正确感应电动势的大小跟电路中电阻大小无关故D错误。【点评】抓住感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比分析题目。二、多选题10.【答案】B,D 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、当杆的速度达到最大时做匀速运动，杆受力平衡，则FmgF安=0，F安= ，所以最大速
19、度 vm= ，故A错误B、流过电阻R的电荷量为q= t= t= = ，故B正确；C、根据动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，故C错误，D正确；故选：BD【分析】当杆所受的合力为零时速度最大，根据平衡结合闭合电路欧姆定律以及切割产生的感应电动势公式求出最大速度根据法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，从而得出平均感应电流，根据q=It求出通过电阻的电量根据动能定理判断恒力、摩擦力、安培力做功与动能的关系11.【答案】A,B 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、回路中感应电流为：I= =
20、 ，Iv，则得：I1：I2=v1：v2=1：2故A正确B、产生的热量为：Q=I2Rt=（ ）2R = ，Qv，则得：Q1：Q2=v1：v2=1：2故B正确C、通过任一截面的电荷量为：q=It= t= ，q与v无关，则得：q1：q2=1：1故C错误D、由于棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得：P=I2R=（ ）2R，Pv2 ， 则得：P1：P2=1：4，故D错误故选：AB【分析】回路中感应电流为 I= ，E=BLv，即可求解回路电流I1：I2 根据焦耳定律求解热量之比根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式q=It，求解电荷量之比外力的功率等于回路中的电功率，由P=EI求解外力的功率之
21、比12.【答案】B,C 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、根据闭合电路欧姆定律得，I= =n ，知磁感应强度的变化率越大，则电流越大，磁感应强度变化率最大值为0.1，则最大电流I= A=0.05A，则在05s时间段，感应电流先减小再增大，最后不变故A错误B、由题意知，在第1s内感应电流I 沿顺时针方向，根据楞次定律知，磁场方向向上为正方向；在02s时间段顺时针，在25s时间，磁场在减小，则感应电流的方向：逆时针，故B正确C、在05s时间段，当电流最大时，发热功率最大，则P=I2R=0.0520.2=5104W故C正确D、根据感应电量的公式 ，通过圆环横截面的电量为 C，故D错
22、误；故选：BC【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向，通过法拉第电磁感应定律E=n S求出感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小13.【答案】C,D 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、图中磁通量不变，没有感应电动势产生，故A正确B、图中磁通量随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，即 不变，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生的感应电动势恒定不变，故B正确C、图中回路在Ot1时间内，图象的斜率大于在t1t2时间的斜率，说明前一段时间内磁通量的变化率大于后一时间内磁通量的变化率，所以根据法拉第电磁感应定律知，在Ot1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感
23、应电动势，故C不正确D、图中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，磁通量的变化率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D不正确本题选不正确的，故选：CD【分析】根据法拉第电磁感应定律：感应电动势与磁通量的变化率成正比，结合数学知识进行分析14.【答案】A,C 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：A、B由图得到磁通量的变化率为： = =0.5Wb/s，根据法拉第电磁感应定律得：E=n =1000.5=50V，则电压表读数为50V故A正确，B错误C、D根据楞次定律判断可知，回路中感应电动势的方向为逆时针方向，所以电压表“+”接线柱接A端故C正确，D错误故选：AC【分析】由图
24、求出磁通量的变化率根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，得到电压表的读数根据楞次定律判断电动势的方向，确定电压表的接线柱接法15.【答案】B,C 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：根据法拉第电磁感应定律，E= ，而闭合电路欧姆定律，I= ，且电量q=It，则有q= ，若磁感应强度从B增大到2B，则线圈中通过的电量最少的是磁通量变化最少的，由于穿过线圈的磁通量分正负面，因此A选项的磁通量变化量最大，而D选项是将小圆旋转180度后再翻转，则磁通量变化也是最大，对于B选项，是将A选项小圆旋转180度，则磁通量的变化最小；而C选项，是将A选项小圆翻转180度，则磁通量的变化也是最小
25、；综上所述，故BC正确，AD错误；故选：BC【分析】根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，再结合电量表达式，从而导出电量的综合表达式，进而即可求解三、填空题16.【答案】2： 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：线圈产生的感应电动势的最大值为：Em=NBS， 线圈从中性面开始转动180的过程中，磁通量的变化量为：=2BS，所用时间为：t= = ，根据法拉第电磁感应定律得平均电动势为： =N = = NBS，因此平均感应电动势和最大感应电动势之比为2：；故答案为：2：【分析】先由公式Em=NBS，求出线圈中产生的感应电动势的最大值再由根据法拉第电磁感应定律，求出线圈从图示位置开始
26、到转过90的过程的平均电动势；即可求得它们之比17.【答案】0.4；4 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：由题意可知，线圈中磁通量的变化率为：= =0.4Wb/s；根据法拉第电磁感应定律得：E= =100.4V=4V故答案为：0.4，4【分析】线圈的磁通量变化时，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小18.【答案】BS；【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】当边框转到与磁场方向垂直的图示位置时，穿过线框的磁通量为=BS从图示位置逆时针转90，根据法拉第电磁感应定律，有平均感应电动势 故答案为：BS， 【分析】根据磁通量的定义求图示位置穿过线框的磁通量；根据法
27、拉第电磁感应定律求边框产生的平均感应电动势；19.【答案】0.2V；0.4A；0.16V；0.064W；0.016W；0.08W 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：ab棒中产生的感应电动势 E=BLv=0.10.45V=0.2V通过ab棒的电流 I= = A=0.4Aab棒两端的电势差 Uab=IR=0.40.4V=0.16V在电阻R上消耗的功率PR=I2R=0.420.4W=0.064W，在ab棒上消耗的发热功率Pab=I2r=0.420.1W=0.016W，切割运动中产生的电功率P=PR+Pab=0.08W故答案为：0.2V；0.4A；0.16V；0.064W；0.016W；
28、0.08W【分析】棒向右运动垂直切割磁感线，根据公式E=BLv求出感应电动势E，根据欧姆定律求解通过ab棒的电流Iab棒两端的电势差等于R两端的电压，由欧姆定律求出再根据电功率求解各个功率20.【答案】SB；n 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【解答】解：由题意，线圈与磁场垂直，磁通量为=BS，S不变，B变化了B，则穿过n匝线圈的磁通量的变化量为=SB； 磁通量的变化率为 =S ；根据法拉第电磁感应定律，则感应电动势大小为E=n =nS ；故答案为：SB， ，n 【分析】线圈与磁场垂直时，磁通量为=BS，再求解磁通量的变化量磁通量的变化率为 再依据法拉第电磁感应定律，即可求解感应电动势大小
29、四、解答题21.【答案】解：设正方形的边长为a，圆环的半径为 a 则根据根据法拉第电磁感应定律得，圆中的感应电动势与正方形回路中感应电动势之比为：E1：E2= （ ）2： a2=：2；答：圆环中和正方形中的感应电动势之比：2 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【分析】由题，匀强磁场均匀变化时，磁感应强度的变化率保持不变，线圈中产生恒定电流根据法拉第电磁感应定律研究两个线圈中产生的感应电动势之比22.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律得 E=N =1000 V=175V；答：线圈中的感应电动势为175V 【考点】法拉第电磁感应定律 【解析】【分析】线圈的磁通量变化时，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小
