2014高考物理復(fù)習(xí)大一輪題庫-9.2法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦(精)

1、9.2法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流1 .下列說法正確的是（）.A .當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢B .當線圈中電流反向時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反C.當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反D .當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反解析 本題考查自感和自感電動勢的方向，意在考查考生對自感現(xiàn)象的理解和運用楞次定律解決自感問題的能力.當線圈中的電流不變時穿過線圈的磁通量沒有變化，沒有自 感電動勢，選項 A 正確；當線圈中的電流反向時原來的電流產(chǎn)生的磁通量減小，由楞次定律可知，自感電動勢產(chǎn)生的自感電流的磁場將阻礙

2、磁通量的減小，故自感電動勢的方向與原電流的方向相同，故選項B 不對；當線圈中的電流增大時，穿過線圈的磁通量增大，自感電動勢產(chǎn)生的自感電流的磁場將阻礙其增大，故自感電動勢的方向與原電流的方向相反，所以選項 C 正確；同理可知選項 D 不對，所以答案為 A、C.答案 AC2.我國上海自行車廠生產(chǎn)的鳳凰牌自行車采用了高頻焊接，其原理示意圖如圖 9- 2- 1 所示，線圈通以高頻交變電流，金屬工件的焊縫 中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接.要使焊接處產(chǎn)生的熱量較 大，可采用（）.A .增大交變電流的電壓B .增大交變電流的頻率C .增大焊接處的接觸電阻D .減小焊接處的接觸電阻解析 由電磁感應(yīng)的知識可

3、判斷線圈中電流頻率越高，工件中的磁通量改變越快，在其他條件不變的情況下，渦流的熱功率就越大；同時，減小焊接處的接觸電阻也可以增大 渦流的功率.答案 BD3.某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象， 自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡 A、開關(guān) S 和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖 9-2 - 2 所示的電路.檢查電路后，閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān) S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是解析 從實物連接圖中可以看出，線圈L 與小燈泡并聯(lián)，斷開開關(guān) S 時，小燈泡 A 中原來的電流立即消失， 線圈

4、 L 與小燈泡組成閉合電路， 由于自感，線圈中的電流逐漸變小,使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小燈泡未閃亮說明斷開S 前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項C 正確.答案 C4.如圖 9 2 3所示， 導(dǎo)線框 abed與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，兩者彼 此絕緣，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad 和 be 的中點，當線框向右運動的瞬間，貝 U().A .線框中有感應(yīng)電流，且按順時針方向B .線框中有感應(yīng)電流，且按逆時針方向C.線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D .由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流解析 由安培定則可判知通電直導(dǎo)線周圍磁場如圖所示.當ab 導(dǎo)線向

5、右做切割磁感線運動時，由右手定則判斷感應(yīng)電流為 b，同理可判斷 ed 導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向為dd, ad、be 兩邊不做切割磁感線運動，所以整個線框中的感應(yīng)電流是逆時針方向的.答案 B5.如圖 9 2 4 所示，用一根橫截面積為S 的硬導(dǎo)線做成一個半徑為A .電源的內(nèi)阻較大C.線圈電阻偏大B.小燈泡電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大( ).圖 9 2 4| X:XXV:XXh:XyXXxXX圖 9 2 3x Jxr 的圓環(huán)，把圓環(huán)部分置于均勻變化的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強AB度大小隨時間的變化率 云=k（k0）, ab 為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為p則（ ）A .圓環(huán)中產(chǎn)生順

6、時針方向的感應(yīng)電流B .圓環(huán)具有擴張的趨勢krSC.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為石12D .圖中 ab 兩點間的電壓大小為 2kn解析因為穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律知圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向應(yīng)為逆時針方向.選項 A 錯.圓環(huán)具有收縮的趨勢，選項 B 錯，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，產(chǎn)生感應(yīng)AB S 1122n2n2p電動勢大小 E=At 2= 2kS= 2kn，圓環(huán)的電阻 R=PS=Pn2= r 故圓環(huán)中的感應(yīng)電1E 2kSkrS112流大小 I =R=2p= 4p,選項 C 對.a, b 兩點間的電壓 Uab= 2E= 4kn，選項 D 錯.r答案 C6.如圖 9- 2 5 所示，均勻的金屬長方形線

7、框從勻強磁場中拉出，它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電機構(gòu)，線框向右運動時總是與兩邊良好接觸，線框的長為 a,寬為 b，磁感應(yīng)強度為 B, 一理想電壓表跨接在 A、B 兩導(dǎo)電機構(gòu)上，當線框在恒定外力F 作用下向右運動的過程中（線框離開磁場前已做勻速運動），關(guān)于線框及電壓表，下列說法正確的是（）.A .線框先做勻加速運動，后做勻速運動B .電壓表的讀數(shù)先增大后不變C.電壓表的讀數(shù)一直增大D .回路的電功率先增大后不變解析 線框在運動過程中先做變加速運動，后做勻速運動.電壓表讀數(shù)為外電路的電壓，根據(jù) E= BLv 知回路電動勢先增大后不變，外電阻不斷增大，電壓表的讀數(shù)一直增大，E!（BLvf選項 C

8、正確.P = R = R ，回路的電功率先增大后不變，選項D 正確.答案 CD7.如圖 9 2 6 所xX圖 9 2 5X | X X X XX 1?丫 女示，在國慶 60 周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機“空警一2 000”在天安門上空機翼保持水平，以 4.5X102km/h 的速度自東向西飛行.該機的翼展（兩翼尖之間的距離）為 50 m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量向下，大小為 4.7X105T，貝 V( )A 兩翼尖之間的電勢差為0.29 VB .兩翼尖之間的電勢差為1.1 VC 飛行員左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢高D 飛行員左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢低解析 飛機的飛行速度 4.5X102k

9、m/h = 125 m/s，飛機兩翼間的電動勢為E= BLv =4.7X10-5X50X125V = 0.29 V, A 對；飛機速度從東向西，磁場豎直向下，根據(jù)右手定則可知飛行員左方翼尖電勢高于右方翼尖的電勢，C 對.答案 AC&矩形線圈 abed，長 ab= 20 cm，寬 bc= 10 cm,匝數(shù) n = 200,線圈回路總電阻 R=5 Q 整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻 強磁場穿過.若勻強磁場的磁感應(yīng)強度B 隨時間 t 的變化規(guī)律如圖 9 - 2 -7 所示，貝 U( )A .線圈回路中感應(yīng)電動勢隨時間均勻變化B .線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 0.4 AC 當 t = 0.3 s

10、 時，線圈的 ab 邊所受的安培力大小為0.016 NAB=0.5 T/s 為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動勢為E= nS = 2 V，且恒定不變，故選項 A 錯誤;回路中感應(yīng)電流的大小為EI = R= 0.4 A，選項 B 正確；當 t = 0.3 s 時，磁感應(yīng)強度 B= 0.2T,則安培力為 F= nBII = 200X0.2X0.4X0.2 N = 3.2 N，故選項 C 錯誤；1 min 內(nèi)線圈回D 在 1 min 內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為 48 JAB解析 由 E = n 盤=nSAt 可知，由于線圈中磁感應(yīng)強度的變化率AB220-5X10-At=0.3T/s圖 9-2-6路產(chǎn)生的焦耳熱為

11、 Q = I2Rt= 0.42X5X60 J= 48 J,選項 D 正確.答案 BD9.如圖 9 2 8 所示，在邊長為 a 的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng) 強度為 B,其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a 的正方形導(dǎo)線框架EFGH 正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T 繞其中T心 o 點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過 8 導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時間內(nèi)( ).83 2 羽B(yǎng)A .平均感應(yīng)電動勢大小等于T16a2BB .平均感應(yīng)電動勢大小等于9TC .順時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為EFTHTED .逆時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為ETHTGTFTET解析由題意可知，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)過 8 時磁

12、通量減少量為8 3 .2aBE =云=T , A 對、B 錯；由楞次定律知無論導(dǎo)線框怎么轉(zhuǎn)都是穿過線框的磁通量減少，電流方向都是 ETHTGTFTE, C 錯、D 對；選 A、D.答案 AD10.如圖 9 2 9 所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ 平行放置，且都傾斜著與水平面成夾角&在導(dǎo)軌的最上端 M、P 之間接有電阻 R,不計其他電阻.導(dǎo)體棒 ab 從導(dǎo)軌的最底端沖上導(dǎo)軌，當沒有磁場時， ab 上升的最大高度為 H ;若存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場時，ab 上升的最大高度為 h在兩次運動過程中 ab 都與導(dǎo)軌保持垂直，且初速度都 相等.關(guān)于上述情景，下列說法正確的是( ).A .兩次上升的

13、最大高度相比較為HhB .有磁場時導(dǎo)體棒所受合力的功大于無磁場時合力的功12C .有磁場時，電阻 R 產(chǎn)生的焦耳熱為 2mv0D .有磁場時，ab 上升過程的最小加速度為 gsin0解析 當有磁場時，導(dǎo)體棒除受到沿斜面向下的平均感應(yīng)電動勢圖 9 2 9重力的分力外，還切割磁感線有感應(yīng)電流受到安培力的作用， 所以兩次上升的最大高度相比較為hH ,兩次動能的變化量相等,1所以導(dǎo)體棒所受合力的功相等，選項 A、B 錯誤，有磁場時，電阻 R 產(chǎn)生的焦耳熱小于 2mvo2, ab 上升過程的最小加速度為gsin0,選項 C 錯誤、選項 D 正確(單桿傾斜式).答案 D11.輕質(zhì)細線吊著一質(zhì)量為 m =

14、0.32 kg ,邊長為 L = 0.8 m、匝數(shù) n = 10的正方形線圈，總電L阻為 r = 1Q,邊長為 2 的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖9-2- 10 甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖9-2- 10 乙所示，從 t= 0 開始經(jīng)to時間細線開始松弛，取g= 10 m/s2.求:圖 9-2 10(1) 在前 to時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢.(2) 在前 t0時間內(nèi)線圈的電功率.t0 的值.解析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：1 LX2AB1E=n 盤=nx2x2At=1x2(3)分析線圈受力可知，當細線松弛時有：LF安=n Bt0l2 = mgEI = r2

15、mgrBt0= nEL =2 TE(2)I = r = 0.4 A,2P= I r = 0.16 W.X0.5 V=0.4V.由圖像知：Bt0= 1 + 0.5t,解得：t0= 2 s.答案(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s12如圖 9-2- 11 所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌寬度為d= 1 m ,導(dǎo)軌間接有一個阻值為R= 2Q的燈泡，一質(zhì)量為 m= 1 kg 的金屬棒跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r = 1Q,且和導(dǎo)軌始終接觸良(1)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為尸0.2,施加的水平恒力為 F = 10 N，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度V1是多少？(2) 若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為尸 0.2,施加的水平力功率恒為P = 6 W，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度 v2是多少？(3) 若金屬棒與導(dǎo)軌間是光滑的，施加的水平力功率恒為P = 20 W，經(jīng)歷 t= 1 s 的過程中燈泡產(chǎn)生的熱量為 QR=12 J,則此時金屬棒的速度V3是多少？Bdv1解析 由 1= 和 F安=BidR十 rB2d2v1可得F安=R+ r根據(jù)平衡條件可得 F =卩 m 十 F安F 卩 mgR+ r 10 0.2X1X10 2 十 1解得 V1=B2d2=22X12m/s= 6 m/s2 ,2B d V2(2)穩(wěn)定后 F =卩