2022年高考物理一轮复习 27《法拉第电磁感应定律自感、涡流》试题

2022年高考物理一轮复习 27法拉第电磁感应定律自感、涡流试题1.如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下列说法中正确的是()A.线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大D.线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大2.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大3.(xx四川六校联考)某合作探究学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时,设计如图所示的实验装置,让一个闭合圆线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30角,磁感应强度随时间均匀变化,则下列说法中正确的是()A.若把线圈的匝数增大一倍,线圈内感应电流大小变为原来的2倍B.若把线圈的面积增大一倍,线圈内感应电流变为原来的2倍C.改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小,线圈内感应电流可能变为原来的2倍D.把线圈的半径增大一倍,线圈内感应电流变为原来的2倍4.如图所示，L为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2、D3为三个完全相同的灯泡，E为内阻不计的电源，在t0时刻闭合开关S，电路稳定后D1、D2两灯的电流分别为I1、I2，当时刻为t1时断开开关S，若规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为电流的正方向，则下图能正确定性描述灯泡D1、D2中的电流i1、i2随时间t变化关系的是（ ） 5.一直升飞机停在南半球的地磁极上空,该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B,螺旋架叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看,螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示.如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则()A.E=fl2B,且a点电势低于b点电势B.E=2fl2B,且a点电势低于b点电势C.E=fl2B,且a点电势高于b点电势D.E=2fl2B,且a点电势高于b点电势6.(xx云南部分名校高三期末统考)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小( )A.逐渐增大 B.逐渐减小C.保持不变 D.无法判断7.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图甲所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向纸内为正方向,变化规律如图乙所示.在t=0时刻平板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒,则以下说法正确的是()甲乙A.第2s内上极板为正极B.第3s内上极板为负极C.第2s末微粒回到了原来位置D.第3s末两极板之间的电场强度大小为8.如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈和，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(为细导线).两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面.运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈、落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力，则（ ） A.v1v2，Q1Q2 B.v1v2，Q1Q2C.v1v2，Q1Q2 D.v1v2，Q1Q29.如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=k,k为负的常量.用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的线框.将线框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求导线中感应电流的大小和方向.10.如图(1)所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个半径为r=0.1m的有20匝的线圈套在辐射状永久磁铁槽中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布,如图(1)所示.在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T,线圈的电阻为2,它的引出线接有8的小灯泡L.外力推动线圈框架的P端,使线圈做往复运动,便有电流通过小灯泡.当线圈向右的位移随时间变化的规律如图(2)所示时,取x向右为正,试求:图(1)图(2)图(3)(1)在图(3)中画出感应电流随时间变化的图象在图(1)中取电流经L由CD为正.(2)每一次推动线圈运动过程中的作用力大小.(3)该发电机输出的功率(摩擦等损耗不计).参考答案1.解析:线圈进入匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电动势越大,感应电流越大,A项对;整个线圈在匀强磁场中无论是匀速、加速还是减速运动,磁通量都不发生变化,线圈中没有感应电流产生,B、C两项错;线圈穿出匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,感应电流大小与运动的速度有关,匀速运动感应电流不变,加速运动感应电流增大,D项错.答案:A2.解析:开关断开时延时熄灭现象的显著程度取决于电路闭合时线圈L中的电流I1和灯泡A中电流I2的大小关系.当I1比I2大时,开关断开时,灯泡会先亮一下,再熄灭.I1比I2大得越多,灯泡的延时熄灭现象越显著.电路闭合时线圈L和小灯泡A并联,由并联电路特点可知,线圈电阻偏大时,I1就偏小,延时现象就不明显,B项错误,C项正确;电源内阻的大小对电流I1和I2的大小关系没有影响,A项错误;线圈的自感系数大,产生的自感电动势也大,阻碍作用就越强,小灯泡熄灭的时间应越长,故D项错误.答案:C3.解析:由法拉第电磁感应定律E=nS可知,若线圈的匝数增大一倍,感应电动势与线圈的总电阻都增大一倍,线圈中的电流不变,A项错误;若线圈的面积增大一倍,感应电动势增大一倍,但线圈的电阻增大,线圈内的感应电流并不是原来的2倍,B项错误;E=nScos30,故无论如何改变线圈轴线与磁场的方向夹角,都不可能使线圈内的感应电流变为原来的2倍,C项错误;若线圈的半径增大一倍,则面积是原来的4倍,电阻是原来的2倍,线圈内感应电流变为原来的2倍,D项正确.答案:D4.解析：在t0时刻闭合开关S，D1中电流逐渐增大到I1，当时刻为t1时断开开关S，由于线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，电流与原电流方向相同，则A、B错误；在t0时刻闭合开关S，D1中电流不能立即达到最大，导致D2中电流先由最大逐渐减小到I2稳定，当时刻为t1时断开开关S，L、D1和D2构成闭合回路，D2中电流方向与原来方向相反，且逐渐减小到零，所以C错误，D正确.答案：D5.解析:螺旋浆是叶片围绕着O点转动,产生的感应电动势为E=Bl(l)= B(2f)l2=fl2B,由右手定则判断出b点电势比a点电势高.所以A项正确.答案:A6.解析：当导体切割磁感线时感应电动势的大小为EBlv，其中v指的是导体沿垂直于磁场方向的分速度大小，对应于本题金属棒水平方向的分速度v0，所以导体棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小EBlv0，大小保持不变.答案：C7.解析:01s内,由楞次定律可知,金属板上极板带负电,下极板带正电,若微粒带正电,则微粒所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动.12s内,由楞次定律可知,金属板上极板带正电,下极板带负电,若微粒带正电,则微粒所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动,2s末速度减小为零.23s内,由楞次定律可知,金属板上极板带正电,下极板带负电,若微粒带正电,则微粒所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动.两极板间的电场强度大小E=.34s内,由楞次定律可知,金属板上极板带负电,下极板带正电,若微粒带正电,则微粒所受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动,4s末速度减小为零,同时回到了原来的位置.A项正确.答案:A8.解析：设线圈边长为l，导线横截面积为S，电阻率为，密度为0，在进入磁场过程中某点速度为v，则ag-g-，而m0S4l，R，即mR160l2(定值)，则a与线圈的横截面积、线圈质量无关，由运动学知识可得v1v2；设磁场高度为H，线圈在进入磁场过程中产生热量，全过程由功能关系得Qmg(Hh)-，质量大的线圈产生热量多，即Q1Q2，选项D正确.答案：D9.解析:线框中产生的感应电动势E=l2|k|在线框中产生的感应电流I=R=联立得I=因为=k,k为负的常量,故穿过方框的磁通量减少,根据楞次定律知感应电流的磁场是垂直纸面向里,感应电流方向是顺时针方向.答案: 顺时针方向10.解析:(1)从题图(2)可以看出,线圈往返的每次运动都是匀速直线运动,其速度为v=m/s=0.8m/s线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势E=nBLv=nBv2r=200.20.823.140.1V=2 V感应电流I=A=0.2 A根据右手定则可得,当线圈沿x正方向运动时,产生的感应电流方向为负,可得到如图所示的图象.(2)由于线圈每次运动都是匀速直线运动,所以每次运动过程中推力须等于安培力,即F=F安=nBIL=nBI2r=200.20.223.140.1N=0.5 N(3)发电机的输出功率即小灯泡的电功率P=I2R2=0.228W=0.32 W.答案:(1)见解析图(2)0.5N(3)0.32 W