2019-2020年高考物理总复习 第10章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课时作业（含解析）.doc

2019-2020年高考物理总复习 第10章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课时作业（含解析）一、单项选择题1(xx湛江月考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【答案】C【解析】根据法拉第电磁感应定律ENNS，显然，感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率有关，而与磁通量的大小无关，并且穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，选项AB错误，C正确；根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向与原磁场变化的方向相反，即“增反减同”，选项D错误本题答案为C.2如图1所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，线圈内接有电阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B.当线圈转过90时，通过电阻R的电荷量为()图1A.BCD【答案】B【解析】初状态时，通过线圈的磁通量为1，当线圈转过90时，通过线圈的磁通量为0，由qN可得通过电阻R的电量为.3如图2甲矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图2乙所示若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是()图2ABCD【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律知：01 s末内穿过线框的磁通量向里均匀增大，产生的感应电流应是恒定电流，故A错；13 s末磁通量变化率恒定，则产生的感应电流亦恒定，故B错；再结合楞次定律判断感应电流的方向可知D正确4如图3所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef为一导体棒，可在ab与cd间滑动并接触良好设磁感应强度为B，ac长为L，在t时间内向左匀速滑过距离d，由法拉第电磁感应定律En可知，下列说法正确的是()图3A当ef向左滑动时，左侧面积减少Ld，右侧面积增加Ld，因此EB当ef向左滑动时，左侧面积减少Ld，右侧面积增加Ld，互相抵消，因此E0C在公式En中，在切割磁感线情况下，BS，S应是导体棒切割磁感线扫过的面积，因此EBLd/tD在切割磁感线的情况下，只能用EBLv计算，不能用En计算【答案】C【解析】本题中由于导体棒是匀速切割磁感线，所以产生的感应电动势是恒定的，因而任一时刻产生的瞬时感应电动势等于平均感应电动势因此感应电动势有两种求法，(1)由EBLvBL；(2)由法拉第电磁感应定律知E，式子中S为导体棒切割磁感线扫过的面积故C正确5(xx梅州调研)如图4所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜球在A点静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是()图4AA、B两点在同一水平线上BA点高于B点CA点低于B点D铜球将做等幅摆动【答案】B【解析】铜球进磁场和出磁场的过程中，都有涡流产生，阻碍铜球的摆动，从而有机械能转化为内能，A点高于B点，最终铜球将在磁场中做等幅摆动，故选项B正确二、双项选择题6如图5所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是()图5A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果【答案】CD【解析】由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、D正确7.(xx汕头质检)如图6所示，正方形线框的边长为L，电容器的电容为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k的变化率均匀减小时，则()图6A线框产生的感应电动势大小为kL2B电压表没有读数Ca点的电势高于b点的电势D电容器所带的电荷量为零【答案】BC【解析】本题考查电磁感应知识，意在考查学生对电磁感应知识、电容器等知识的掌握由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为，A选项错误；由于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，外电压等于电动势，内电压为零，而接电压表的这部分相当于内路，因此，电压表两端无电压，电压表没有读数，B选项正确根据楞次定律可以判断，a点的电势高于b点的电势，C选项正确；电容器所带电荷量为QC，D选项错误8如图7是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.下图是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象关于这些图象，下列说法中正确的是()图7A图甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B图乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C图丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D图丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况【答案】BC【解析】开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈的电流为零，流过传感器1、2的电流均为；闭合电路稳定后，流过传感器1的电流为，流过传感器2的电流为；开关断开后，流过传感器1的电流立即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从逐渐变为零9.如图8所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中()图8A感应电动势将变大B灯泡L的亮度变大C电容器C的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小【答案】AB【解析】当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体棒a端的电势高，电容器C的上极板带正电；由公式EBLv知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡L的亮度变大，由于场强E，电容器两极板间的电场强度将变大，故A、B正确，C、D错10(xx焦作模拟)如图9所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T，方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是()图9A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V【答案】BD【解析】导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒ab中电流的流向为由a到b，A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势EBLv2 V，感应电流IE/2R0.1 A，cd两端的电压为U1IR1 V，B正确；由于de间没有电流，cf间没有电流，de两端的电压为零，fe两端的电压为1 V，C错误，D正确三、非选择题11如图10所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R3 的电阻导轨相距d1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T质量为 m0.1 kg，电阻为r1 的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好用平行于MN的恒力F1 N向右拉动CD，CD受到的摩擦阻力f恒为0.5 N则：图10(1)CD运动的最大速度是多少？(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？【答案】(1)8 m/s(2)3 W(3)2.5 m/s2【解析】(1)设CD棒的运动速度为v，则导体棒产生的感应电动势为EBdv据闭合电路欧姆定律有I则安培力为：F0BdI据题意分析，当v最大时，有FF0f0联立得vm8 m/s.(2)棒CD速度最大时，同理有EmBdvmIm而PRmIR联立得：PRm3 W.(3)当CD速度为vm时有EIFBId据牛顿第二定律有FFfma联立得：a2.5 m/s2.12(xx汕头二模)如图11所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：图11(1)导轨对杆ab的阻力大小f；(2)杆ab中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻的阻值R.【答案】(1)F(2)ab(3)r【解析】(1)杆进入磁场前做匀加速运动，有Ffmav22ad解得导轨对杆的阻力fF.(2)杆进入磁场后做匀速运动，有FfF安杆ab所受的安培力F安IBl解得杆ab中通过的电流I杆中的电流方向自a流向b.(3)杆产生的感应电动势EBlv杆中的感应电流I解得导轨左端所接电阻阻值Rr.