2019-2020年高三物理一轮总复习第9章《电磁感应》2法拉第电磁感应定律自感现象课时作业新人教版.doc

2019-2020年高三物理一轮总复习第9章电磁感应2法拉第电磁感应定律自感现象课时作业新人教版一、选择题1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【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.【答案】C2(多选)(xx四川联考)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不变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【解析】由法拉第电磁感应定律EnS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正确；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错误；EnScos30，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正确【答案】AD3.(多选)如图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()A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【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【答案】CD4.如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜球在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是()AA、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【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【答案】B5.(多选)如图所示，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()A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【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知，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【答案】BD6(多选)在如图甲所示电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段时间内，穿过螺线管的磁感应强度B按如图乙所示规律变化，则下列说法中正确的是()A螺线管中产生的感应电动势为1 VB闭合开关S，电路中电流稳定后，电阻R1消耗的功率为5102 WC电路中电流稳定后电容器下极板带正电D开关S断开后，流经R2的电荷量为1.8105 C【解析】根据法拉第电磁感应定律EnS，得E1.2 V，选项A错；根据全电路欧姆定律I0.12 A，由PI2R1，得R1消耗的功率P5.76102 W，选项B错；由楞次定律知选项C对；S断开后，流经R2的电荷量即为S闭合时C板上所带电荷量Q，电容器两端的电压UIR20.6 V，流经R2的电荷量QCU1.8105 C，选项D对【答案】CD7(多选)(xx镇江模拟)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()【解析】电路稳定时即t1时刻之前，I1I2，电流方向均是从上到下；断开开关S后，D1、D2、D3形成闭合回路，流过D1的电流方向不变，大小逐渐减小，流过D2的电流方向从下往上，即发生突变，其大小也突然增大到I1，并从I1逐渐减小到零，B、C正确【答案】BC8磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图所示如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()【解析】由Et图象可知，刷卡速度为v0时，产生感应电动势的最大值为E0，所用时间为t0；当刷卡速度变为时，根据EBlv可知，此时产生感应电动势的最大值E，由于刷卡器及卡的长度未变，故刷卡时间变为2t0，D项正确【答案】D9.如图所示，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()A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【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【答案】C10(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有 ()A增加线圈的匝数B提高交流电源的频率C将金属杯换为瓷杯D取走线圈中的铁芯【解析】根据题意，金属杯产生了涡流使水温度升高，要缩短加热时间，应使涡流增大根据法拉第电磁感应定律，增加线圈匝数，提高交变电流的频率，均可使涡流增大，选项A、B正确；换为瓷杯，不能产生涡流，选项C错误；取走铁芯，使涡流减小，选项D错误【答案】AB二、非选择题11.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q.【解析】(1)初始时刻，导体棒产生的感应电动势E1BLv0通过R的电流大小I1电流方向为ba(2)回到初始位置时，导体棒产生的感应电动势为E2BLv感应电流I2导体棒受到的安培力大小FBIL，方向沿斜面向上根据牛顿第二定律，有：mgsinFma解得agsin(3)导体棒最终静止，有：mgsinkx压缩量x设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律，有：mvmgxsinEpQ0Q0mvEp电阻R上产生的焦耳热QQ0【答案】(1)方向由b到a(2)gsin(3)12(xx江苏联考)如图所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l0.5 m，左端连接阻值为0.4 的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一阻值为0.1 的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量m2.4 g的重物，图中L0.8 m开始时重物与水平地面接触并处于静止整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B00.5 T，并且以0.1 T/s的速度在增大不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g取10 m/s2)【解析】以MN为研究对象，有BIlFT；以重物为研究对象，有FTFNmg.由于B在增大，安培力BIl增大，绳的拉力FT增大，地面的支持力FN减小，当FN0时，重物将被吊起此时BIlmg又BB0t0.50.1t(T)由法拉第电磁感应定律有：ELl由欧姆定律有：I将已知数据代入以上四式联立解得t1 s.【答案】1 s13某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为r的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g10 m/s2)(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失【解析】(1)正极(2)由电磁感应定律得UEBR2UBR2vrR，所以v2 m/s(3)Emghmv2E0.5 J【答案】(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J