2019屆高考物理一輪復習第10章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流習題新人教版.docx

第十章第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流1(2017全國卷)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌，為了有效隔離外界震動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示，無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右振動的衰減最有效的方案是(A)解析施加磁場來快速衰減STM的微小振動，其原理是電磁阻尼，在振動時通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，則其受到安培力作用，該作用阻礙紫銅薄板振動，即促使其振動衰減。方案A中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案B中，當紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變，當紫銅薄板向右振動時，通過它的磁通量不變；方案C中，紫銅薄板上下振動、左右振動時，通過它的磁通量可能不變；方案D中，當紫銅薄板上下振動時，紫銅薄板中磁通量可能不變。綜上可知，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是A。2(2017全國卷)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖(a)所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于t0時刻進入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是(BC)A磁感應(yīng)強度的大小為0.5TB導線框運動的速度的大小為0.5m/sC磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外D在t0.4s至t0.6s這段時間內(nèi)，導線框所受的安培力大小為0.1N解析由題圖(b)可知，導線框運動的速度大小vm/s0.5m/s，B項正確；導線框進入磁場的過程中，cd邊切割磁感線，由EBLv，得BT0.2T，A項錯誤；由圖可知，導線框進入磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，C項正確；在0.40.6s這段時間內(nèi)，導線框正在出磁場，回路中的電流大小IA2A，則導線框受到的安培力FBIL0.220.1N0.04N，D項錯誤。3(2017北京卷)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是(C)A圖1中，A1與L1的電阻值相同B圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析題圖1中，穩(wěn)定時通過A1的電流記為IL，通過L1的電流記為I1。S1斷開瞬間，A1突然變亮，可知ILI1，因此A1和L1電阻不相等，所以A、B錯誤；題圖2中，閉合S2時，由于自感作用，通過L2與A2的電流I2會逐漸增大，而通過R與A3的電流I3立即變大，因此電流不相等，所以D錯誤；由于最終A2與A3亮度相同，所以兩支路電流I相同，根據(jù)部分電路歐姆定律，兩支路電壓U與電流I均相同，所以兩支路電阻相同。由于A2、A3完全相同，故變阻器R與L2的電阻值相同，所以C正確。4(2016浙江理綜)如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則(B)A兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流Ba、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為91Ca、b線圈中感應(yīng)電流之比為34Da、b線圈中電功率之比為31解析由于磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，則根據(jù)楞次定律知兩線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向皆沿逆時針方向，故A項錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ENNS，而磁感應(yīng)強度均勻變化，即恒定，則a、b線圈中的感應(yīng)電動勢之比為9，故B項正確；根據(jù)電阻定律R，且L4Nl，則3，由閉合電路歐姆定律I，得a、b線圈中的感應(yīng)電流之比為3，故C項錯誤；由功率公式PI2R知，a、b線圈中的電功率之比為27，故D項錯誤。5(2016全國卷)(多選)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別于圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中，圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是(AB)A若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動C若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍解析設(shè)圓盤的半徑為r，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為，則圓盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢為EBr2，可知，轉(zhuǎn)動的角速度恒定，電動勢恒定，電流恒定，A項正確；根據(jù)右手定則可知，從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，圓盤中電流由邊緣指向圓心，即電流沿a到b的方向流動，B項正確；圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，產(chǎn)生的電流方向不變，C項錯誤；若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由PI2R可知，電阻R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?6倍，D項錯誤。6(2016江蘇卷)據(jù)報道，一法國攝影師拍到“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間。照片中，“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見如圖所示，假設(shè)“天宮一號”正以速度v7.7 km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L20 m，地磁場的磁感應(yīng)強度垂直于v、MN所在平面的分量B1.0105 T，將太陽帆板視為導體。(1)求M、N間感應(yīng)電動勢的大小E；(2)在太陽帆板上將一只“1.5V、0.3W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計太陽帆板和導線的電阻。試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由；(3)取地球半徑R6.4103km，地球表面的重力加速度g9.8m/s2，試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。答案：(1)1.54V