人教版高中物理选修3-2第四章法拉第电磁感应定律提高班顶尖学生强化突破卷

法拉第电磁感应提高班顶尖学生强化突破卷
1.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合。要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )
A. 使通电螺线管中的电流发生变化
B. 使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动
C. 使线圈a以MN为轴转动
D. 使线圈绕垂直于MN的直径转动
1.答案D：在A. B.?C三种情况下，穿过线圈a的磁通量始终为零，因此不产生感应电流，ABC错误；D. 当线圈绕垂直于MN的直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确。故选：D.
2.如图,通电导线的电流方向由N到M,且导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向( )
A. 向左
B. 向右
C. 垂直纸面向外
D. 垂直纸面向里
2.答案B：金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针，再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而左边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。故B正确，ACD错误。故选：B.
3.如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间作周期性变化的电流i，i?t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在T/4?3T/4时间内，对于矩形线框中感应电流的方向，下列判断正确的是（?）
A. 始终沿逆时针方向
B. 始终沿顺时针方向
C. 先沿逆时针方向然后沿顺时针方向
D. 先沿顺时针方向然后沿逆时针方向
3.答案B：T/4?T/2时间内，垂直向里的磁场在减弱，导致穿过线圈中的磁通量减小，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；T/2?3T/4时间内，垂直向外的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；所以选项B正确，ACD错误。故选：B
4.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。在将磁铁的N极插入线圈的过程中( )
A. 通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B. 通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
C. 通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
D. 通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引
4.答案：A由图可知，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向：盘旋而上，即由a到b；由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则线圈与磁铁相互排斥，故A正确，BCD错误；故选：A.
5.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动可能是（）
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
5.答案：BC。MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知MN中的感应电流由M到N，再根据安培定则可知L1中感应电流的磁场方向向上，由楞次定律可知L2中磁场方向向上减弱或向下增强；
若L2中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知PQ中电流为Q到P且减小，再根据右手定则可知PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，根据安培定则可知PQ中电流为P到Q且增大，再根据右手定则可知PQ向左加速运动。MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手螺旋定则与楞次定律可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，故BC正确，AD错误。故选BC。
6.如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A。不计铁芯和铜环A之问的摩擦。则下列情况中铜环A会向右运动的是（ ? ）
A. 线圈中通以恒定的电流
B. 通电时，使滑动变阻器的滑片P向右匀速移动
C. 通电时，使滑动变阻器的滑片P向左加速移动
D. 将开关突然断开的瞬间
6.答案：C【解析】A.线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，环A不动。故A错误。B.通电时，使变阻器的滑片P作向右匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，回路中电流减小，线圈产生的磁场减小，穿过铜环A磁通量减小，产生感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，二者相互吸引，故A向左运动。故B错误。C.通电时，使变阻器的滑片P作左加速滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，回路中电流增大，线圈产生的磁场增强，穿过铜环A磁通量增大，产生感应电流。感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，二者相互排斥，环A向右运动。故C正确。D.将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，二者相互吸引，故A向左运动。故D错误。故选：C。
7.如图所示,矩形线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是()
A. 向右平动 (ad边还没有进入磁场)
B. 向上平动 (ab边还没有离开磁场)
C. 以bc边为轴转动 (ad边还没有转入磁场)
D. 以ab边为轴转动 (转角不超过90?)
7.A. 线框向右平动时，穿过线框的磁通量增大，有感应电流产生。故A正确。B. 线框向上平动时，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误。C. 以bc边为轴转动，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生，不符合题意；故C错误。D. 以ab边为轴转动，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生，不符合题意；故D错误。故选：A.
8.磁悬浮高速列车在我国上海已投入运行数年。如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中,则( )
A. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失
B. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在
C. 若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向 (从上往下看)
D. 若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向 (从上往下看)
8.答案：BC，在B放入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失B中的电流也不会消失，故A错误，B正确；CD、如A的N极朝上则B中感应电流方向从上向下看应为顺时针，故C正确，D错误。故选：BC。
9.如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则( )
A. 金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B. 金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C. 金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D. 金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
9.答案：B胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。故B正确，A. C.?D错误。故选B.
10.如图所示,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( )
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在P中的下落时间比在Q中的长
C. 在两个下落过程中的机械能都守恒
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
10.答案：B 当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，小磁块受到向上的安培阻力，所以P做的运动不是自由落体运动；而对于塑料管Q内小磁块没有任何阻力，做自由落体运动，故A错误；B. 在铜管P中运动的小磁块要受到向上的安培阻力，而在塑料管Q中的小磁块只受重力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故B正确；C. 由A选项分析可知，在铜管P中运动的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故C错误；D. 在铜管P中运动的小磁块，因安培阻力，导致产生热能，机械能减小，则落至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D错误。故选：B。
11.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的有( )
A. 选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B. 取走磁体，电吉他将能正常工作
C. 增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D. 弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
11.答案：CD，铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误；
B. 取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B错误；C. 根据E=n△Φ△t可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，故C正确；
D. 磁振动过程中，磁场方向不变，但磁通量有时变大，有时变小，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确。故选：CD.
12.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A.?Ua >Uc，金属框中无电流
B.?Ub >Uc，金属框中电流方向沿a?b?c?a
C.?Ubc = ?，金属框中无电流
D.?Uac = ，金属框中电流方向沿a?c?b?a
12.答案：C，导体棒bc、ac做切割磁感线运动,产生感应电动势,根据右手定则,感应电动势的方向从b到c,或者说是从a到c,故Ua=Ub13.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长La=3Lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )
A. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B.?a、b线圈中感应电动势之比为9:1
C.?a、b线圈中感应电流之比为3:4
D.?a、b线圈中电功率之比为3:1
13.答案：B



14.如图所示,线圈内有理想边界的磁场,开关闭合,当磁感应强度均匀减小时,有一带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间,若线圈的匝数为n,平行板电容器的板间距离为d,粒子的质量为m,带电荷量为q,线圈面积为S,则下列判断中正确的是( )
A. 带电微粒带负电
B. 线圈内磁感应强度的变化率为
C. 当下极板向上移动时，带电微粒将向上运动
D. 当开关断开时，带电微粒将做自由落体运动
14.答案：BC. 由于磁感应强度均匀减小，由楞次定律可知电容器下极板带正电，带电微粒静止，说明其受到的电场力向上，故带电微粒带正电，故A错误；B. 由mg=及U=可得：，故B正确；C. 当下极板向上移动时,两极板间距减小,由E=Ud可知场强变大,则mg<，故带电微粒将向上加速运动，故C正确；D. 开关断开时，电容器两极板间电压不变，故带电微粒仍静止，故D错误故选：BC
15.如图所示的匀强磁场中有一根弯成45?的金属线POQ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN与金属线紧密接触,起始时OA=L0,且MN⊥OQ,所有导线单位长度电阻均为r,MN运动的速度为v,使MN匀速的外力为F,则外力F随时间变化的规律图正确的是（?）
A.? B.? C.? D.?
15.答案：C，因导线MN匀速运动，则经过时间t导线离开o点的长度是x=vt；
MN切割磁感线的有效长度是L=vt?tan45?=vt.
t时刻回路中导线MN产生的感应电动势为E=BLv=Bv2t；
回路的总电阻为R=(2vt+vt)r
则感应电流的大小为I== 为定值
由安培力公式可得：F=BIL=
要使导线匀速运动，拉力等于安培力；由公式可知，拉力与时间成正比；故选：C.
16.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B. 一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,在下图中线框A.?B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是()


A.? B.?
C.? D.?
16.答案：D，由楞次定律判断可知,在线框穿过磁场的过程中,A点的电势始终高于B的电势,则UAB始终为正值.AB、DC两边切割磁感线时产生的感应电动势为E=Bav.
在0?a内,AB切割磁感线,AB两端的电压是路端电压,则UAB=E=Bav；
在a?2a内,线框完全在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有变化,不产生感应电流,则UAB=E=Bav；在2a?3a内,A、B两端的电压等于路端电压的,则UAB=E=Bav.故D正确。故选：D