（江蘇專用）高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（二十八）法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流.doc

課時(shí)跟蹤檢測(二十八)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流一、單項(xiàng)選擇題1.如圖1所示，電源的電動(dòng)勢為e，內(nèi)阻r不能忽略。a、b是兩個(gè)相同的小燈泡，l是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個(gè)電路的以下說法正確的是()圖1a開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)， a燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定b開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，b燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定c開關(guān)由閉合到斷開瞬間，a燈閃亮一下再熄滅d開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過a燈2. (2014南京模擬)如圖2所示，長為l的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為c的平行板電容器上，p、q為電容器的兩個(gè)極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以bb0kt(k0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，p、q兩極板電勢相等。兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t電容器p板()圖2a不帶電b所帶電荷量與t成正比c帶正電，電荷量是 d帶負(fù)電，電荷量是3(2014溫州八校聯(lián)考)如圖3所示的四個(gè)選項(xiàng)中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。a、b中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫?，c、d中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃巍８鲗?dǎo)線框均繞垂直紙面軸o在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為t。從線框處于圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以在op邊上從p點(diǎn)指向o點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。則在如圖4所示的四個(gè)情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖3所示的是()圖3圖44(2014九江三模)如圖5所示電路中，電源電動(dòng)勢為e，線圈l的電阻不計(jì)。以下判斷正確的是()圖5a閉合s瞬間，燈泡不發(fā)光b閉合s待電路穩(wěn)定后，燈泡發(fā)光c斷開s瞬間，燈泡發(fā)光d斷開s瞬間，電阻r上無電流通過5(2014濟(jì)南外國語學(xué)校測試)如圖6所示，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場。若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，外力所做的功為w1；第二次0用0.9 s時(shí)間拉出，外力所做的功為w2，則()圖6aw1w2 bw1w2cw13w2 dw19w26. (2012大綱卷)如圖7所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0。使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為()圖7a. b.c. d.二、多項(xiàng)選擇題7(2014資陽模擬)在如圖8甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積s20 cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ，r15.0 ，r26.0 ，c30 f。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b按如圖乙所示規(guī)律變化。則下列說法中正確的是()圖8a2秒末通過線圈的磁通量為2103 wbb螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為1.5 vc閉合s，電路穩(wěn)定后電阻r1消耗的電功率為5102 wd電路中電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電8(2014嘉定區(qū)二模)如圖9甲所示，在豎直方向分布均勻的磁場中水平放置一個(gè)金屬圓環(huán)，圓環(huán)所圍面積為0.1 m2，圓環(huán)電阻為0.2 。在第1 s內(nèi)感應(yīng)電流i 沿順時(shí)針方向。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(其中在45 s的時(shí)間段呈直線)。則()圖9a在05 s時(shí)間段，感應(yīng)電流先減小再增大b感應(yīng)電流的方向，在02 s時(shí)間段順時(shí)針，在25 s時(shí)間段逆時(shí)針c感應(yīng)電流的方向，在04 s時(shí)間段順時(shí)針，在45 s時(shí)間段逆時(shí)針d在05 s時(shí)間段，線圈最大發(fā)熱功率為5.0104 w9. (2014汕頭質(zhì)檢)如圖10所示，圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片p向下滑動(dòng)，下列表述正確的是()圖10a線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流b穿過線圈a的磁通量變小c線圈a有擴(kuò)張的趨勢d線圈a對(duì)水平桌面的壓力fn將增大10.半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為r0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑cd向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心o開始，桿的位置由確定，如圖11所示。則()圖11a0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為2bavb時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為bavc0時(shí)，桿受的安培力大小為d時(shí)，桿受的安培力大小為三、非選擇題11(2014萬州區(qū)模擬)如圖12甲所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4 m，ab為金屬棒，均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面，磁場的變化情況如圖乙所示，金屬棒ab的電阻為1 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。t0時(shí)刻，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v1 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力。圖1212(2014蘇南六市模擬)如圖13所示，光滑導(dǎo)軌mn和pq固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌距離為l，兩端分別接有阻值均為r的定值電阻r1和r2，兩導(dǎo)軌間有一邊長為的正方形區(qū)域abcd，該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于ab處，現(xiàn)用一恒力f沿水平方向拉桿，使之由靜止向右運(yùn)動(dòng)，若桿出磁場前已做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌及金屬桿的電阻。求：圖13(1)金屬桿出磁場前的瞬間流過r1的電流大小和方向；(2)金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率；(3)金屬桿穿過整個(gè)磁場過程中r1上產(chǎn)生的電熱。答 案1選a開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，a燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定；b燈逐漸變亮，最后亮度穩(wěn)定，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤。開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自右向左通過a燈，a燈沒有閃亮一下再熄滅，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤。2選d磁感應(yīng)強(qiáng)度以bb0kt(k0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得esks，而s，經(jīng)時(shí)間t電容器p板所帶電荷量qec；由楞次定律知電容器p板帶負(fù)電，故d選項(xiàng)正確。3選c根據(jù)感應(yīng)電流在一段時(shí)間恒定，導(dǎo)線框應(yīng)為扇形；由右手定則可判斷出產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖3所示的是c。4選c閉合s瞬間，線圈l與燈泡并聯(lián)與r串聯(lián)，線圈阻礙電流的增加，燈泡中有電流，故燈泡發(fā)光，a錯(cuò)誤；由于線圈l的直流電阻不計(jì)，閉合s，穩(wěn)定后，燈泡被短路，電流強(qiáng)度為零，燈泡不發(fā)光，故b錯(cuò)誤。斷開s的瞬間，電容器放電，r中電流不為零，線圈中電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，相當(dāng)于電源，燈泡中的電流逐漸減小，故c正確，d錯(cuò)誤。5選c設(shè)正方形邊長為l，導(dǎo)線框的電阻為r，則導(dǎo)體切割磁感線的邊長為l，運(yùn)動(dòng)距離為l，wt，可知w與t成反比，w13w2，選c。6選c設(shè)圓的半徑為r，當(dāng)其繞過圓心o的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓弧部分不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而在轉(zhuǎn)過半周的過程中僅有一半直徑在磁場中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為eb0rb0rb0r2；當(dāng)線框不動(dòng)時(shí)：e。由閉合電路歐姆定律得i，要使ii必須使ee，可得c正確。7選ac2秒末通過線圈的磁通量為：bs1.020104 wb2103 wb，故a正確；螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：enns1 50020104 v1.2 v，故b錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，i a0.1 a，電阻r1消耗電功率為：pi2r10.125 w5102 w，故c正確；根據(jù)楞次定律可知，螺線管下端為正極，則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，故d錯(cuò)誤。8選bd根據(jù)閉合電路歐姆定律得，in，知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率越大，則電流越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率最大值為0.1，則最大電流i0.05 a，則在05 s時(shí)間段，感應(yīng)電流先減小再增大，最后不變，故a錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向在02 s時(shí)間段順時(shí)針，在25 s時(shí)間段逆時(shí)針，故b正確，c錯(cuò)誤；在05 s時(shí)間段，當(dāng)電流最大時(shí)，發(fā)熱功率最大，則pi2r0.0520.2 w5104 w，故d正確。9選ad通過螺線管b的電流方向如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，滑片p向下滑動(dòng)，接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場方向豎直向上，再由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向，故a正確；由于線圈b中的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，導(dǎo)致穿過線圈a的磁通量變大，故b錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，線圈a將阻礙磁通量的增大，因此，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對(duì)水平桌面的壓力增大，c選項(xiàng)錯(cuò)誤，d選項(xiàng)正確。10選ad根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得eblv(其中l(wèi)為有效長度)，當(dāng)0時(shí)，l2a，則e2bav；當(dāng)時(shí)，la，則ebav，故a選項(xiàng)正確，b選項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的大小的計(jì)算公式可得fbil，又根據(jù)閉合電路歐姆定律可得i，當(dāng)0時(shí)，rr(2)ar0，解得f；當(dāng)時(shí)，rrar0，解得f，故c選項(xiàng)錯(cuò)誤，d選項(xiàng)正確。11解析：的變化有兩個(gè)原因，一是b的變化，二是面積s的變化，顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)，所以有esblv又2 t/s，在1 s末，b2 t，slvt0.411 m20.4 m2所以1 s末，esblv1.6 v，此時(shí)回路中的電流i1.6 a根據(jù)楞次定律與右手定則可判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向金屬棒ab受到的安培力為fbil21.60.4 n1.28 n，方向向左。答案：1.6 a1.28 n，方向向左12解析：(1)設(shè)流過金屬桿