题型专练11　电磁感应的综合应用--2021届高考物理二轮复习微专题专练（人教版）（解析版）

3.0 envi 2025-03-18 5 4 440.02KB 24 页 3知币
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题型专练 11　电磁感应的综合应用
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.(热点情境)随着新能源轿车的普及,无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时
利用的是电磁感应原理。如图所示,由地面供电装置(主要装置有线圈和电源)将电能传送至电动车底部的感
应装置(主要装置是线圈),该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电,供电装置与车身接收装置通过磁场
传送能量,由于电磁辐射等因素,其能量传送效率只能达到 90%左右。无线充电桩一般采用平铺式放置,用户
无需下车,无需插电即可对电动车进行充电。目前无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为 15 cm~20 cm,
允许的错位误差一般为 15 cm 左右。下列说法正确的是(
　　
)。
A.无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B.车身感应线圈中的感应电流磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化
C.车身中感应线圈中感应电流磁场总是与地面发射中电流的磁场方向相反
D.若线圈均采用超导材料,则能量的传输效率有望达到 100%
【答案】B
【解析】无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为 15 cm~25 cm,允许的错位误差一般为 15 cm 左右,
不可以在百米开外对电车快速充电,A项错误。根据楞次定律,车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引
起感应电流的磁通量的变化,B项正确。当地面发射线圈中电流增加时,穿过车身感应线圈的磁通量增加,根
据楞次定律知,此时车身感应线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中电流的磁场方向相反 ;当地面发射线
圈中电流减小时,穿过车身感应线圈的磁通量减少,此时车身感应线圈中感应电流的磁场与地面发射线圈中
电流的磁场方向相同,C项错误。由于电磁波传播时有电磁辐射,感应线圈和发射线圈中的能量传输不能达到
百分之百,D项错误。
2.(2020 年广州二模)某电磁弹射装置的简化模型如图所示,线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上,将金属环
放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去,下列说法正确的是(
　　
)。
A.从右向左看,金属环中感应电流沿顺时针方向
B.若将电源正负极调换,则闭合开关时金属环将向右运动
C.若将金属环放置在线圈右侧,则闭合开关时金属环将向右运动
D.若金属环不闭合,则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
【答案】C
【解析】
　
闭合开关后,由右手定则可知螺线管的左边为 N极,故穿过圆环的磁场方向向左,由于圆环中
磁通量变大,由楞次定律可知,圆环中感应电流的磁场方向向右,故从右向左看,圆环中电流方向为逆时针,A项
错误;将电源正负极对调,闭合开关时,圆环中的磁通量仍然增加,由楞次定律可知,圆环仍然向左运动,B项错
误;金属环放置在右侧时,闭合开关,圆环中磁通量增加,由楞次定律可知,它将向右运动,C项正确;金属环不闭
合,磁通量变化时会产生感应电动势,D项错误。
3.(2020 年苏锡常镇四市二模)为测量线圈 L的直流电阻 R0,某研究小组设计的电路如图所示。已知线圈的自
感系数较大,两电表可视为理想电表,其示数分别记为 U、I,实验开始前,S1处于断开状态,S2处于闭合状态。关
于实验过程,下列说法不正确的是(
　　
)。
A.闭合 S1,电流表示数逐渐增大至稳定值
B.闭合 S1,电压表示数逐渐减小至稳定值
C.待两电表示数稳定后,方可读取 U、I的值
D.实验结束后,应先断开 S1
【答案】 D
【解析】
　
闭合 S1,由于线圈会产生自感电动势,电路中电流慢慢增大,直到一稳定值,A项正确;闭合 S1,
电压表示数相当于线圈两端的电压,即U=U 外-IR,电路中电流慢慢增大,直到一稳定值,电压表示数逐渐减小至
稳定值,B项正确;待两电表示数稳定后,方可读取 U、I的值,此时 R0=
U
I
,C项正确;若先断开开关 S1,由于 L的
自感作用会使 L和电压表组成回路,原先 L中有较大的电流通过,现在这个电流将通过电压表,可能会造成电
表损坏,所以实验完毕应先断开开关 S2,D项错误。
4.(原创)如图 1所示,一硬质细导线的电阻率为 ρ、横截面积为S,将该导线做成长为2L、宽为L的矩形线框
固定在纸面内,且一半位于匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直。B-t 图像如图 2所示,若规定垂直
纸面向里方向为磁场的正方向,则(
　　
)。
A.从0到t2时间内,导线框中电流的方向先为 adcba 再为abcda
B.从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为abcda
C.从0到t1时间内,导线框ad 边受到的安培力越来越大
D.矩形线框中的感应电流大小为
B0SL
6t1ρ
【答案】D
【解析】 由楞次定律可知,从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为 adcba,A、B两项错误;根据法
拉第电磁感应定律有 E=
n ΔΦ
Δt
,可得 E大小恒定,所以电流恒定,从0到t1时间内,B变小,由安培力公式可知,导
线框 ad 边受到的安培力越来越小,C项错误;由闭合电路欧姆定律得 I=
E
R
,根据法拉第电磁感应定律得 E=
ΔΦ
Δt
=
L2,根据电阻定律得 R=ρ
6L
S
,解得 I=
B0SL
6t0ρ
,D项正确。
5.(2019 年东北三省模拟)如图所示,水平放置两个同心金属半圆环,半径分别为 r和2r,两环间分布着垂直于
纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在两环间连接一个电容为C的电容器,c、d是电容器的两个极板,ab
是可绕圆心转动、长为r的金属杆,沿半径方向放置在两环间且接触良好。现让其绕圆心以恒定角速度ω沿
逆时针方向转动。不计一切电阻,则下列说法正确的是(
　　
)。
A.电容器 c极板带负电
B.c、d间电压逐渐增大
C.金属棒ab 产生的电动势为 Bωr2
D.电容器所带电荷量为
3
2
CBωr2
【答案】D
【解析】根据右手定则可知,ab 杆切割磁感线产生的感应电流由 a沿杆流向 b,而金属杆相当于电源,电
源内部,电流由低电势流到高电势,则a端为低电势,b端为高电势,电容器 c板带正电,d板带负电,A项错误;ab
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