2024年高二物理寒假提升（人教版）第15天 法拉第電磁感應(yīng)定律（原卷版）

第15天法拉第電磁感應(yīng)定律（預(yù)習(xí)篇）目錄新知導(dǎo)航：熟悉課程內(nèi)容、掌握知識(shí)脈絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)：知識(shí)點(diǎn)全面梳理，掌握必備小試牛刀：基礎(chǔ)題+中等難度題，合理應(yīng)用理解法拉第電磁感應(yīng)定律，會(huì)初步應(yīng)用規(guī)律分析解決一些問(wèn)題會(huì)解決導(dǎo)體棒切割磁感線的問(wèn)題1法拉第電磁感應(yīng)定律：（1）內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的成正比。（2）表達(dá)式：2.右手定則：伸開(kāi)右手，讓拇指與其余四指，讓磁感線穿過(guò)手心，大拇指指向?qū)w的方向，這時(shí)四指所指的方向就是導(dǎo)體中的方向1．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有a、b兩個(gè)閉合線圈，它們用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，半徑ra=2rb。磁場(chǎng)方向與線圈所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb，感應(yīng)電流分別為Ia和Ib，不考慮兩線圈間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是（）A．感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较?B．Ea：Eb=2：1C．Ia：Ib=4：1 D．Ia：Ib=2：12．殲-20（英文：ChengduJ-20，代號(hào)：威龍）是我國(guó)研制的一款具備高隱身性、高態(tài)勢(shì)感知、高機(jī)動(dòng)性的第五代雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)斗機(jī)，將擔(dān)負(fù)中國(guó)空軍未來(lái)對(duì)空、對(duì)海的主權(quán)維護(hù)任務(wù)。如圖為殲-20戰(zhàn)機(jī)在我國(guó)近海海域上空巡航的英姿，設(shè)該機(jī)機(jī)身長(zhǎng)為l，機(jī)翼兩端點(diǎn)C、D的距離為d，以速度v沿水平方向勻速飛行，已知戰(zhàn)斗機(jī)所在空間地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量大小為B，C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的絕對(duì)值為U。則（

）A．，C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì) B．，D點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)C．，C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì) D．，D點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)3．如圖所示abcd水平放置的平行“?”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成θ角，單位長(zhǎng)度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)（金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好）。則（）A．金屬桿中電流從M端流向N端 B．電路中感應(yīng)電流的大小為C．金屬桿所受安培力的大小為 D．電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為4．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形團(tuán)合回路，虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直，從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論不正確的是（）A．感應(yīng)電流方向不變 B．CD段直線始終不受安培力C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E=Bav D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值5．(多選)在理解電磁感應(yīng)定律E＝n及其改寫式E＝nS、E＝nB的基礎(chǔ)上，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．對(duì)給定的線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比B．對(duì)給定的線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量ΔB成正比C．對(duì)給定的磁場(chǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟面積的變化率成正比D．三個(gè)計(jì)算式算出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是Δt時(shí)間內(nèi)的平均值6．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合，磁場(chǎng)方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，使該線框從靜止開(kāi)始繞過(guò)圓心O且垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為（）A． B． C． D．7.現(xiàn)有100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A．時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0B．時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比時(shí)刻的大D．時(shí)間內(nèi)線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V8．(多選)如圖甲所示為某品牌手機(jī)的無(wú)線充電器，其工作原理簡(jiǎn)化后如圖乙所示。將交流電接入送電線圈，在手機(jī)內(nèi)部，電池通過(guò)轉(zhuǎn)換電路連接受電線圈，將手機(jī)放在送電線圈上方即可對(duì)電池充電。設(shè)受電線圈的匝數(shù)為n，面積為S，該區(qū)域的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直于受電線圈平面向上穿過(guò)線圈。若在到時(shí)間內(nèi)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度由均勻增加到，關(guān)于無(wú)線充電的以下說(shuō)法正確的是（）A．該原理是應(yīng)用了電磁感應(yīng)B．受電線圈中感應(yīng)電流方向由d到cC．受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D．均勻增加送電線圈中的電流，可以增加c、d之間的電勢(shì)差9．水平放置一個(gè)固定的單匝金屬圓線圈，磁場(chǎng)正方向和線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E-t圖象是（）A．B．C．D．10．(多選)磁懸浮列車是高速低耗交通工具，如圖（a）所示，它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖（b）所示的物理模型。固定在列車底部的正方形金屬線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。匝數(shù)為N?？傠娮铻镽；水平面內(nèi)平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B、方向交互相反、邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形組合勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)以速度v勻速向右移動(dòng)時(shí)，可驅(qū)動(dòng)停在軌道上的列車，則（）A．圖示時(shí)刻線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼．列車運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)移動(dòng)的方向相同C．列車速度為v'時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為D．列車速度為v'時(shí)線框受到的安培力大小為11．如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于傾角為的粗糙斜面上，導(dǎo)軌之間接有電阻。金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，金屬棒始終保持靜止。下列說(shuō)法正確的是（）

A．當(dāng)均勻增大時(shí)，金屬棒中的電流增大B．當(dāng)減小時(shí)，金屬棒中的電流一定減小C．當(dāng)增大時(shí)，金屬棒中的感應(yīng)電流方向由到D．當(dāng)均勻減小時(shí)，金屬棒受到的安培力均勻減小12．圖甲為某款“自發(fā)電”無(wú)線門鈴按鈕，其“發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過(guò)程磁鐵靠近螺線管，松開(kāi)門鈴按鈕磁鐵遠(yuǎn)離螺線管回歸原位置。下列說(shuō)法正確的是（）A．按下按鈕過(guò)程，螺線管端電勢(shì)較高B．松開(kāi)按鈕過(guò)程，螺線管端電勢(shì)較高C．按住按鈕不動(dòng)，螺線管沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．按下和松開(kāi)按鈕過(guò)程，螺線管產(chǎn)生大小相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)13．(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒、，當(dāng)在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)。則所做的運(yùn)動(dòng)可能是（說(shuō)明：導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大）（）A．向右勻加速運(yùn)動(dòng) B．向左勻加速運(yùn)動(dòng)C．向右勻減速運(yùn)動(dòng) D．向左勻減速運(yùn)動(dòng)14．水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌ad和cb，導(dǎo)軌兩端ab和cd兩點(diǎn)分別連接電阻和，組成矩形線框，如圖所示放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.2T，一根電阻為的導(dǎo)體棒PQ接在兩根金屬軌上，在外力作用下以4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，若電阻，，ab=0.5m，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。（1）導(dǎo)體棒PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是多少（2）導(dǎo)體棒PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小是多少15．如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌、相距為，金屬導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直且向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為、長(zhǎng)度為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)，與軌道和電阻所圍的回路面積為，已知重力加速度大小為，求：（1）假設(shè)金屬導(dǎo)軌、是粗糙的，從某時(shí)刻開(kāi)始，磁場(chǎng)以的規(guī)律發(fā)生變化，在時(shí)刻導(dǎo)體棒仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。求此時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力和摩擦力的大?。唬?）假設(shè)金屬導(dǎo)軌、是光滑的，導(dǎo)體棒被鎖定，解除鎖定，導(dǎo)體棒向下滑動(dòng)后，通過(guò)電阻的電流不再變化，求此過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量。16．如圖所示，豎直平面內(nèi)的兩條水平虛線之間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度。一質(zhì)量，電阻，邊長(zhǎng)的正方形單匝導(dǎo)線框abcd，由距磁場(chǎng)上邊界高度處自由下落，其ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域瞬間，線框恰好能勻速運(yùn)動(dòng)，其cd邊離開(kāi)磁場(chǎng)瞬間速度?？諝庾枇雎圆挥?jì)，重力加速度求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）導(dǎo)線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

17．如圖甲所示，水平放置的線圈匝數(shù)匝，直徑，電阻，線圈與阻值的電阻相連。在線圈的中心有一個(gè)直徑的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，規(guī)定垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较?。試求：?）通過(guò)電阻R的電流方向；（2）電壓表的示數(shù)；（3）若撤去原磁場(chǎng)，在圖中虛線的右側(cè)空間加磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，試求在將線圈拉出磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)電阻R上的電荷量。18．下圖是法拉第圓盤發(fā)