课时提升训练(18) 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（Word练习）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

课时提升训练(18)　法拉第电磁感应定律　自感和涡流　　　　　　　　　　　　　　　　 考点一　法拉第电磁感应定律的理解及应用 1．(多选)如图甲所示，一个矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中产生的感应电动势的情况为(　　) A．t1时刻感应电动势最大 B．t＝0时刻感应电动势为零 C．t1时刻感应电动势为零 D．t1～t2时间内感应电动势增大 答案：CD 2．(2024·新阵地教育联盟开学考)假如真实存在如图所示的N极磁单极子，它的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，已知穿过S1球面的磁通量为Φ0。另有一个半径为r的线圈水平放置，其圆心位于磁单极子的正下方，此磁单极子以恒定的速度v竖直向下穿过线圈，下列说法正确的是(　　) A．穿过S2球面的磁通量大于穿过S1球面的磁通量 B．S1球面上磁感应强度处处相同 C．当磁单极子到达线圈圆心时线圈磁通量为0，电流方向发生变化 D．当磁单极子到达线圈圆心处时，线圈的感应电动势为 D　解析：磁通量可形象表示为穿过某一面的磁感线的条数，如果是磁单极子，它周围的所有磁感线均会穿过S1球面和S2球面，则穿过两球面的磁通量一样大，在磁单极子从线圈上方很近的位置向下穿过线圈运动到线圈下方很近的位置过程中，先是向下的磁场且穿过线圈的磁通量减小至0(此时磁单极子在线圈圆心处)，然后是向上的磁场且穿过线圈的磁通量由0增大，根据楞次定律可知电流方向不变，A、C错误；磁感应强度是矢量，S1球面上磁感应强度方向不同，B错误；以磁单极子为球心，穿过半径为r的球面的磁通量为Φ0，设距磁单极子距离为r处的磁感应强度大小为B，则有Φ0＝B·4πr2(点拨：球的表面积S＝4πr2)，磁单极子到达线圈中心时，相当于线圈切割磁感线，产生感应电动势E＝B·2πr·v＝，D正确。 考点二　导体切割磁感线产生感应电动势的计算 3．如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是(　　) A．Bl2ω；O点电势高 B．Bl2ω；A点电势高 C．Bl2ωsin2θ；O点电势高 D．Bl2ωsin2θ；A点电势高 D　解析：导线OA切割磁感线的有效长度等于OA在垂直磁场方向上的投影长度，即l′＝l sinθ，产生的感应电动势E＝Bl′2ω＝Bl2ωsin2θ，由右手定则可知A点电势高，D正确。 考点三　自感、涡流　电磁阻尼和电磁驱动 4．受台风的影响，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，对大楼进行减振。如图所示，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁体的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内产生电涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是(　　) A．阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象 B．阻尼器摆动时产生的电涡流源于外部电源供电 C．阻尼器最终将内能转化成为机械能 D．质量块通过导体板上方时，导体板中电涡流的大小与质量块的速率无关 A　解析：阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象，不是外部电源供电，A正确，B错误；阻尼器最终将振动的机械能通过电磁感应转化成为内能，C错误；质量块通过导体板上方时，导体板中电涡流的大小与质量块的速率有关，速率越大，磁通量变化越快，产生的涡流越大，D错误。 5．(2025·湖州检测)老师在物理课堂内做了“千人震”趣味小实验，如图所示，用了一个日光灯上拆下来的镇流器、两节1.5V的干电池、开关以及导线若干，几位同学手牵手连到电路的C、D两端，会产生“触电”的感觉，则以下说法正确的是(　　) A．“触电”发生在开关K断开的瞬间 B．“触电”是由感应起电引起的 C．“触电”时通过人体的电流方向是A→C→D→B D．干电池的3 V电压让人感到“触电” A　解析：开关K断开的瞬间，通过镇流器的电流减小，使其发生自感，产生自感电动势，阻碍电流的减小，从而产生很高的瞬间电压，同学会产生“触电”的感觉，此时镇流器相当于电源，电流方向不变，通过人体的电流方向是A→B→D→C，A正确，B、C错误；开关闭合后，镇流器与同学并联，由于干电池的3 V电压很小，电流很小，所以同学不会感到“触电”，D错误。 6．(2024·宁波统考)如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0～t0内驱动线圈的电流iab随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是(　　) A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向左 B．t＝t0时驱动线圈产生的自感电动势最大 C．t＝0时发射线圈具有的加速度最大 D．t＝t0时发射线圈中的感应电流最大 A　解析：根据安培定则，驱动线圈内的磁场方向水平向右，再由题图乙可知，通过发射线圈的磁通量增大，根据楞次定律，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，A正确；由题图乙可知，t＝t0时驱动线圈的电流变化最慢，则此时通过发射线圈的磁通量变化最慢，此时驱动线圈产生的自感电动势和感应电流最小，B、D错误；t＝0时驱动线圈的电流变化最快，则此时通过发射线圈的磁通量变化最快，产生的感应电流最大，但此时磁场最弱，安培力不一定是最大值，则此时发射线圈具有的加速度不一定是最大，C错误。 7．(2025·温州模拟)某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是(　　) A．开关S闭合瞬间，流经灯D2和D3的电流相等 B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流保持不变 C．开关S断开瞬间，灯D2闪亮一下再熄灭 D．根据题中信息，可以推算出图乙中u1与u2的比值 D　解析：开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯D2和D3的电流相等，故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流逐渐增加，A、B错误；开关S断开瞬间，电感线圈发生自感阻碍电流减小，电感线圈继续为灯D2和D3提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D2和D3的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，C错误；开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器测D2两端电压，由欧姆定律得u1＝，电路稳定后，流过D3的电流I＝·＝，开关S断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大的电流，故其两端电压u2＝I·2R＝，所以＝，故可以推算出题图乙中u1与u2的比值，D正确。 8．(2024·县域教研联盟联考)麦克斯韦从场的观点出发，认为变化的磁场会激发感生电场。如图甲所示，半径为r的绝缘光滑真空管道(内径远小于半径r)固定在水平面上，管内有一个质量为m、带电荷量为＋q的小球，直径略小于管道内径。真空管道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，规定竖直向上为正方向。t＝0时刻无初速度释放小球。下列说法正确的是(　　) A．俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针 B．感生电场对小球的作用力大小为q C．小球绕管道一周，电场力做功为q D．t0时刻管道对小球的作用力大小为 C　解析：根据楞次定律判断，感生电场方向为顺时针(俯视)，A错误；由法拉第电磁感应定律可得E电动势＝，由于ΔΦ＝ΔB·S，面积S＝πr2，联立可得E电动势＝，由题图乙可知＝，设产生的感生电场的电场强度为E，有qE电动势＝qE·2πr，即E＝，感生电场对小球的作用力F＝Eq＝q，B错误；小球绕管道一周，电场力做功W＝F·2πr＝q，C正确；小球在感生电场中有Eq＝maE，t0时刻小球的速度v＝aEt0＝，在水平方向上有B0qv＋FNx＝，解得FNx＝－，在竖直方向上有FNy＝mg, 所以管道对小球的作用力大小FN＝，D错误。 9．(多选)有界匀强磁场磁感应强度为B，有一半径为R的线圈，其单位长度上的电阻为r，线圈直径MN垂直磁场边界于M点，现以M点为轴在纸面内，沿顺时针方向匀速旋转90°，角速度为ω，则(　　) A．感应电流方向为顺时针方向 B．感应电动势的最大值为BR2ω C．感应电流的最大值为 D．通过导体任意横截面的电荷量为 AD　解析：根据楞次定律，感应电流产生的磁场总要阻碍原磁通量的变化，在线圈转动的过程中通过线圈的磁通量减小，由此可知感应电流应为顺时针方向，A正确；当转过90°时的瞬间感应电动势最大，此时切割磁感线的有效长度最大，为圆形线圈的直径，由此可得感应电动势的最大值Em＝B(2R)2ω＝2BR2ω，根据闭合电路的欧姆定律可知感应电流的最大值Im＝＝＝，B、C错误；通过导体任意横截面的电荷量q＝＝＝，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$