2011年高考物理 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感練習

1、2011年高考物理 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感練習一、選擇題(共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個選項中至少有一項符合題意，全部選對的得6分，漏選的得3分，錯選的得0分)1關(guān)于電路中感應(yīng)電動勢的大小，下列說法正確的是()A穿過電路的磁通量越大，感應(yīng)電動勢就越大B電路中磁通量的改變量越大，感應(yīng)電動勢就越大C電路中磁通量改變越快，感應(yīng)電動勢就越大D若電路在某時刻磁通量為零，則該時刻感應(yīng)電流一定為零【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢正比于磁通量的變化率，C選項中磁通量變化越快，則磁通量的變化率越大，故C選項正確，A、B選項錯誤某時刻的磁通量為零，但該時刻磁通量的變化率不一定為零

2、，所以感應(yīng)電流也就不一定為零，D選項錯誤，故選C.【答案】C2(2010·成都市高三摸底測試)如圖所示，電阻R1、半徑r10.2m的單匝圓形導線框P內(nèi)有一個與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同，Q的半徑r20.1m.t0時刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系是B2t(T)若規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，則線框P中感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是下圖中的()【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：圓形導線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為··r0.01(V)，再由歐姆定律得：圓形導線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I0.01(A)，其中負號表示電流的方

3、向是順時針方向故C正確【答案】C3(2009·安徽理綜)如圖甲所示，一個電阻為R，面積為S的矩形導線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，o、o分別是ab邊和cd邊的中點現(xiàn)將線框右半邊obco繞oo逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置在這一過程中，導線中通過的電荷量是() A.B.C.D0【解析】本題考查的是電磁感應(yīng)的有關(guān)知識，意在考查考生對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用以及對空間幾何的觀察和想像；首先，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以導出感應(yīng)的電荷量為：Q；而B×cos45°(B×sin

4、45°)BScos45°BS，故A正確【答案】A4一個由電阻均勻的導線繞制成的閉合線圈放在勻強磁場中，如圖所示，線圈平面與磁場方向成60°角，磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，用下列哪些方法可使感應(yīng)電流增加一倍 ()A把線圈匝數(shù)增加一倍B把線圈面積增加一倍C把線圈半徑增加一倍D改變線圈與磁場方向的夾角【解析】設(shè)導線的電阻率為，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，則I··sin.可見將r增加一倍，I增加1倍，將線圈與磁場方向的夾角改變時，sin不能變?yōu)樵瓉淼?倍(因sin最大值為1)，若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加到原來的倍，電流也增加到原來的倍，I與線

5、圈匝數(shù)無關(guān)【答案】C5如圖所示是日光燈的構(gòu)造示意圖若按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是 ()AS1接通，斷開S2、S3，日光燈就能正常發(fā)光BS1、S2接通，S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光CS3斷開，接通S1、S2后，再斷開S2，日光燈就能正常發(fā)光D當日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光【解析】S1接通，S2、S3斷開，電源電壓220V加在燈管兩端，不能使氣體電離，日光燈不能發(fā)光，選項A錯誤S1、S2接通，S3斷開，燈絲兩端被短路，電壓為零，日光燈不能發(fā)光，選項B錯誤S3斷開，S1、S2接通，燈絲被預熱，發(fā)出電子，再斷開S2，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動勢，和原電

6、壓一起加在燈管兩端，使氣體電離，日光燈正常發(fā)光，選項C正確當日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，則鎮(zhèn)流器被短路，燈管兩端電壓過高，會損壞燈管，選項D錯誤【答案】C6如圖所示的電路中，三個燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3，電感L的電阻可忽略，D為理想二極管電鍵S從閉合狀態(tài)突然斷開時，下列判斷正確的是()AL1先變亮，然后逐漸變暗BL2先變亮，然后逐漸變暗CL3先變亮，然后逐漸變暗DL2立即熄滅【解析】S處于閉合狀態(tài)時，電感L和二極管均相當于導線，通過燈泡L1、L2、L3的電流關(guān)系為I1>I2>I3.當S突然斷開時，電感L相當于電源，由于此時二極管處于反向截止狀態(tài)

7、，故L2立即熄滅，選項B錯誤，D正確；L、L1和L3構(gòu)成一個閉合回路，L中電流從I1逐漸減小，則通過L1的電流逐漸減小，通過L3的電流先變大后逐漸變小故L1逐漸變暗，L3先變亮，然后逐漸變暗，選項A錯誤，C正確【答案】CD7如圖所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B，方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v做勻速運動令U表示MN兩端電壓的大小，則()AUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dBUBlv，流過固

8、定電阻R的感應(yīng)電流由d到bCUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dDUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b【解析】導體桿向右勻速運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Blv，R和導體桿形成一串聯(lián)電路，由分壓原理得U·RBlv，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向由NMbd，所以A選項正確【答案】A8(2009·江西重點中學聯(lián)考)如圖是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖，將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤，圖中a、b導線分別與銅盤邊緣和銅盤中心相連，轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路電阻為R，從上往下看逆時針勻速運動銅盤的角速度

9、為.則下列說法正確的是()A回路中有大小和方向做周期性變化的電流B回路中電流大小恒定，且等于C回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過【解析】銅盤可以看成由多根發(fā)散狀細小銅絲組成，在轉(zhuǎn)動過程中為切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，EBLBL.由右手定則可知，b為正極，a為負極，產(chǎn)生的電流方向不變，總是由b流向燈泡，由a流回銅盤大小為I.A錯誤，B錯誤；當銅盤不轉(zhuǎn)動，磁場呈正弦規(guī)律變化時，銅盤內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)形電流，不會對外部電路供電，燈泡不會亮起來，只有C正確【答案】C9一足夠大的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)

10、存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁場應(yīng)強度為B，其頂點A在直線MN上，且AB、AD與MN的夾角為45°，如圖所示，一邊長為a的正方形導線框從圖示位置沿圖示直線MN以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流正方向，下圖中能夠正確表示電流時間關(guān)系的是()【解析】線框由開始位置運動距離a的過程中，線框的右邊導線切割磁感線，由于導線進入磁場的部分均勻增大，因此感應(yīng)電動勢均勻增大，線框運動距離在a2a的過程中，線框的右邊導線在磁場中的長度越來越小，而左邊導線在磁場中的長度越來越大，由于右邊導線產(chǎn)生的電動勢為逆時針，而左邊導線產(chǎn)生的電動勢為順時針，因此，在此過程中線框總感應(yīng)電動勢由正值減小到零再到

11、負值；線框運動距離在2a3a的過程中，只有左邊導線在切割磁感線，因此電動勢為負值，又由于左邊導線在磁場中的長度越來越小，因此電動勢也越來越小，由此可知C正確【答案】C10(2009·開封模擬)在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場B的方向向上為正，當磁場中的磁感應(yīng)強度B隨時間t如圖乙變化時，以下四圖中正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是()【解析】考查楞次定律在前半個周期內(nèi)，磁場方向向上且逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為負方向，后半個周期內(nèi)磁場方向向下且增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為負方向，且后半個

12、周期內(nèi)磁感應(yīng)強度的變化率為前半個周期內(nèi)的兩倍，故電流也為前半個周期的兩倍，A正確【答案】A二、論述、計算題(本題共3小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11如圖所示，邊長L0.20m的正方形導線框ABCD由粗細均勻的同種材料制成，正方形導線框每邊的電阻R01.0，金屬棒MN與正方形導線框的對角線長度恰好相等，金屬棒MN的電阻r0.20.導線框放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B0.50T，方向垂直導線框所在平面向里金屬棒MN與導線框接觸良好，且與導線框?qū)蔷€BD垂直放置在導線框上，金屬棒上的中點始

13、終在BD連線上若金屬棒以v4.0m/s的速度向右勻速運動，當金屬棒運動至AC位置時，求(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)：(1)金屬棒產(chǎn)生的電動勢大??；(2)金屬棒MN上通過的電流大小和方向；(3)導線框消耗的電功率【解析】(1)金屬棒產(chǎn)生的電動勢大小為：EBLv0.4V0.57V.(2)金屬棒運動到AC位置時，導線框左、右兩側(cè)電阻并聯(lián)，其并聯(lián)電阻大小為R并1.0，根據(jù)閉合電路歐姆定律I0.48A，根據(jù)右手定則判定，電流方向從N到M.(3)導線框的功率為：P框I2R并0.23W.【答案】(1)0.57V(2)0.48A方向NM(3)0.23W12將一個矩形金屬線框折成直角框架abcdefa，置于傾角

14、為37°的斜面上，ab邊與斜面的底線MN平行，如圖所示.0.2m，線框總電阻為R0.02，ab邊的質(zhì)量為m0.01kg，其余各邊的質(zhì)量為忽略不計，框架可繞過c、f點的固定軸自動轉(zhuǎn)動，現(xiàn)從t0時刻開始沿斜面向上加一隨時間均勻增加的、范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度與時間的關(guān)系為B0.5t，磁場方向與cdef面垂直(cos37°0.8，sin37°0.6，g10m/s2)(1)求線框中感應(yīng)電流的大小，并在ab段導線上畫出感應(yīng)電流的方向；(2)t為何值時框架的ab邊對斜面的壓力為零？【解析】(1)由題設(shè)條件可得：E·0.02V，所以感應(yīng)電流I1.0A，根據(jù)楞次

15、定律可判斷，感應(yīng)電流的方向從ab.(2)ab邊所受的安培力FBBI·0.1t，方向垂直于斜面向上，當框架的ab邊對斜面的壓力為零時，由平衡條件得FBmgcos37°.由以上各式并代入數(shù)據(jù)得：t0.8s.【答案】(1)1.0Vab(2)0.8s13(2009·高考廣東卷)如圖(a)所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導線的電阻不計求0至t1時間內(nèi)(1)通過電阻R1上的電流大