高三物理一輪復(fù)習(xí)第9章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流知能提升演練

1、法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 隨堂反饋1將閉合多匝線(xiàn)圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直關(guān)于線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線(xiàn)圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線(xiàn)圈匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于，與磁通量的大小無(wú)直接關(guān)系，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯(cuò)誤答案：C2.如圖所示，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的

2、導(dǎo)線(xiàn)框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)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(xiàn)框從靜止開(kāi)始繞過(guò)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(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)使線(xiàn)框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線(xiàn)性變化為了產(chǎn)生與線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)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()A.B.C. D.解析：設(shè)圓的半徑為r，當(dāng)其繞過(guò)圓心O的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓弧部分不切割磁感線(xiàn)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而在轉(zhuǎn)過(guò)半周的過(guò)程中僅有一半直徑在磁場(chǎng)中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EB0rB0r·B0r2；當(dāng)線(xiàn)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，即，C正

3、確答案：C3.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵芯的線(xiàn)圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線(xiàn)將它們連接成如圖所示的電路檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()A電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大C線(xiàn)圈電阻偏大 D線(xiàn)圈的自感系數(shù)較大解析：由自感規(guī)律可知，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間造成燈泡閃亮以及延時(shí)熄滅的原因是：線(xiàn)圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流，且大于穩(wěn)定時(shí)通過(guò)燈泡的原電流斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，線(xiàn)圈與燈泡構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤開(kāi)關(guān)S閉合，

4、電路穩(wěn)定，燈泡正常發(fā)光時(shí)，如果電感線(xiàn)圈L的電阻比燈泡的電阻大，則電感線(xiàn)圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA??；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，由于自感現(xiàn)象，L和A構(gòu)成回路，使L和A中的電流從IL開(kāi)始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象，B錯(cuò)誤，C正確自感系數(shù)越大，延時(shí)越明顯，與是否閃亮無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤答案：C4.(多選)(2015·高考山東卷)如圖所示，一均勻金屬圓盤(pán)繞通過(guò)其圓心且與盤(pán)面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)施加一垂直穿過(guò)圓盤(pán)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓盤(pán)開(kāi)始減速在圓盤(pán)減速過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是()A處于磁場(chǎng)中的圓盤(pán)部分，靠近圓心處電勢(shì)高B所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)C若所加磁場(chǎng)反向，圓盤(pán)將加速轉(zhuǎn)動(dòng)D若所加磁場(chǎng)

5、穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)，圓盤(pán)將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：將圓盤(pán)看成很多根由圓心沿半徑指向外的金屬桿根據(jù)右手定則可知，磁場(chǎng)中的導(dǎo)體部分電流由b指向a，即a端電勢(shì)高，A正確由于磁場(chǎng)部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)，會(huì)在圓盤(pán)中形成渦流，根據(jù)楞次定律可知，磁場(chǎng)部分受到與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力使圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而且磁場(chǎng)越強(qiáng)圓盤(pán)停止越快，B正確若所加磁場(chǎng)方向相反，則電流會(huì)反向，安培力仍阻礙圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)加速，C錯(cuò)誤若磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)，圓心與邊緣會(huì)形成一個(gè)恒定的電勢(shì)差，不會(huì)形成渦流，也就不存在安培力，因此，圓盤(pán)將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確答案：ABD5.如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動(dòng)MN使它以速度v在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng)若導(dǎo)軌和金屬

6、棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，則在MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中閉合電路的()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變B感應(yīng)電流逐漸增大C感應(yīng)電流將保持不變D感應(yīng)電流逐漸減小解析：拉動(dòng)MN使它以速度v在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速平動(dòng)，t時(shí)刻，導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度lvttan ，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlvBv2ttan ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粗細(xì)相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，單位長(zhǎng)度電阻相同，設(shè)為R，回路總電阻R總R(vttan vt)Rvt，產(chǎn)生的感應(yīng)電流I是一恒量，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤答案：C課時(shí)作業(yè)授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第4頁(yè)一、單項(xiàng)選擇題1(2016·南通模擬)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象

7、產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物，下列相關(guān)的說(shuō)法中正確的是()A鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)B電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來(lái)烹飪食物D電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成，利用渦流加熱食物，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤答案：A2關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是()A線(xiàn)圈中的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大B線(xiàn)圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大C線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)

8、電動(dòng)勢(shì)為2 V，則穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率一定為2 Wb/sD線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2 V，則線(xiàn)圈電源的“”極比“”極電勢(shì)低2 V解析：由En可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量的變化率成正比，與磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由于不知道線(xiàn)圈的匝數(shù)n，雖知道E的大小為2 V，但無(wú)法確定的大小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)殡娫磧?nèi)部感應(yīng)電流的方向，電源內(nèi)部感應(yīng)電流從“”極流向“”極，故選項(xiàng)D正確答案：D3一矩形線(xiàn)框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向垂直先保持線(xiàn)框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線(xiàn)框的面積均

9、勻地減小到原來(lái)的一半先后兩個(gè)過(guò)程中，線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為()A. B1C2 D4解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，線(xiàn)圈面積為S0，則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1B0S0，則第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2B0S0，所以?xún)煞N情況下線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為1，B正確答案：B4.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比分別為()eAca,21Bac,21Cac,12

10、Dca,12解析：桿MN向右勻速滑動(dòng)，由右手定則判知，通過(guò)R的電流方向?yàn)閍c；又因?yàn)镋BLv，所以E1E212，故選項(xiàng)C正確答案：C5(2016·常州檢測(cè))如圖所示，電路中A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線(xiàn)圈，C是電容很大的電容器當(dāng)S閉合與斷開(kāi)時(shí)，A、B燈泡的發(fā)光情況是()AS剛閉合后，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮BS剛閉合后，B亮一下又逐漸亮暗，A逐漸變亮CS閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，A和B一樣亮DS閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，A、B都熄滅解析：S剛閉合后，A、B都變亮，之后A逐漸熄滅，B逐漸變亮，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，A熄滅，B一直都是亮的，選項(xiàng)

11、C、D錯(cuò)誤答案：A6.(2016·武漢模擬)如圖所示，正方形線(xiàn)框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)框平面垂直，線(xiàn)框的對(duì)稱(chēng)軸MN恰與磁場(chǎng)邊緣平齊若第一次將線(xiàn)框從磁場(chǎng)中以恒定速度v1向右勻速拉出，第二次以線(xiàn)速度v2讓線(xiàn)框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°.為使兩次操作過(guò)程中，線(xiàn)框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，則()Av1v22Bv1v22Cv1v212 Dv1v221解析：第一次將線(xiàn)框從磁場(chǎng)中以恒定速度v1向右勻速拉出，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，有1E1BLv1.第二次以線(xiàn)速度v2讓線(xiàn)框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°，所需時(shí)間t，線(xiàn)框中的磁通量變化量B·L·

12、;BL2，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)2.由題意知12，可得v1v22，A正確答案：A7(2015·高考安徽卷)如圖所示，abcd為水平放置的平行形“”滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長(zhǎng)度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好)則()A電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為B電路中感應(yīng)電流的大小為C金屬桿所受安培力的大小為D金屬桿的熱功率為解析：金屬桿MN切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度為l，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，A錯(cuò)誤；金屬桿MN的有效電阻R，故回路中的感應(yīng)電流I，B正確；金

13、屬桿受到的安培力F·，C錯(cuò)誤；金屬桿的熱功率PI2R·，D錯(cuò)誤答案：B8.(2016·安慶一中高三月考)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值在t0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開(kāi)S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是()解析：S閉合時(shí)，由于自感L有感抗，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電流穩(wěn)定時(shí)L電阻不計(jì)，可見(jiàn)電路的外電壓是從大變小的，所以A、C錯(cuò)誤t1時(shí)刻斷開(kāi)S，由于自感在L、R、D構(gòu)成的回路中電流從B向A，所以t1時(shí)刻UAB反向，B正確答案：B二、多項(xiàng)選擇題9.(2014·

14、;高考江蘇卷)如圖所示，在線(xiàn)圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有()A增加線(xiàn)圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線(xiàn)圈中的鐵芯解析：當(dāng)線(xiàn)圈上通交流電時(shí)，金屬杯由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，杯中有感應(yīng)電流，對(duì)水加熱，若要增大感應(yīng)電流，則需要增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或者減小杯體的電阻增加線(xiàn)圈的匝數(shù)，使得穿過(guò)金屬杯的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，選項(xiàng)A正確；提高交變電流的頻率，使得磁通量的變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，選項(xiàng)B正確；若將金屬杯換為瓷杯，則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取走線(xiàn)圈中的鐵芯，磁場(chǎng)會(huì)大大減弱，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，選項(xiàng)

15、D錯(cuò)誤答案：AB10.如圖所示，一導(dǎo)線(xiàn)彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線(xiàn)MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變BCD段直導(dǎo)線(xiàn)始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmBavD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值Bav解析：根據(jù)楞次定律可判斷閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向始終不變，選項(xiàng)A正確；CD段電流方向是由D指向C，CD段受到安培力作用，且方向豎直向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)半圓的圓心剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，EmBav，選項(xiàng)C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得，選項(xiàng)D正確答案

16、：ACD三、非選擇題11.(2015·高考浙江卷)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖甲所示，等臂天平的左臂為掛盤(pán)，右臂掛有矩形線(xiàn)圈，兩臂平衡線(xiàn)圈的水平邊長(zhǎng)L0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H0.3 m，匝數(shù)為N1，線(xiàn)圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T，方向垂直線(xiàn)圈平面向里線(xiàn)圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤(pán)放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線(xiàn)圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量(重力加速度g取10 m/s2)(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線(xiàn)圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀相同的線(xiàn)圈，總電阻R10 ，不接外電流，兩臂

17、平衡如圖乙所示，保持B0不變，在線(xiàn)圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤(pán)中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.解析：(1)線(xiàn)圈受到的安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)得N125(2)由電磁感應(yīng)定律得EN2即EN2Ld由歐姆定律得I線(xiàn)圈受到的安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0·代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s答案：(1)25(2)0.1 T/s12(1)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L0.3 m，在導(dǎo)軌間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B10.5 T一根直金屬桿MN以v2 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，桿MN始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好桿MN的電阻r11 ，導(dǎo)軌的電阻可忽略求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1.甲(2)如圖乙所示，一個(gè)匝數(shù)n100的圓形線(xiàn)圈，面積S10.4 m2，電阻r21 .在線(xiàn)圈中存在面積S20.3 m2垂直線(xiàn)圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)