（江蘇專用版）高考物理總復習 第九章 第2講 法拉第電磁感應定律 渦流與自感現(xiàn)象練習（含解析）-人教版高三物理試題

第2講法拉第電磁感應定律渦流與自感現(xiàn)象一、單項選擇題1.(2018南京、鹽城一模)下列圖中,A圖中的真空冶煉爐可以冶煉高質(zhì)量的合金;B圖中的充電器工作時繞制線圈的鐵芯中會發(fā)熱;C圖中的安檢門可以探測人身是否攜帶金屬物品;D圖中的工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè),不屬于渦流現(xiàn)象的是()答案DA中線圈接有交變電流,在線圈中會產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場在冶煉爐中產(chǎn)生電場,使自由電荷在電場力的作用下定向移動形成渦流,屬于渦流現(xiàn)象;B中充電器工作時有交變電流通過,交變電流產(chǎn)生的交變磁場穿過鐵芯,在鐵芯中產(chǎn)生電場,使自由電荷在電場力的作用下定向移動形成渦流,屬于渦流現(xiàn)象;C中安全門中的線圈中的交變電流產(chǎn)生交變的磁場,會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應電流,而金屬物品中感應電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應電流(渦流),使安全門中的線圈中的交變電流發(fā)生變化,從而被探測到,屬于渦流現(xiàn)象;D中工人所穿工作服用包含金屬絲的織物制成,形成了一個導體殼,殼外有電場,殼內(nèi)場強保持為0,高壓外電場不會對內(nèi)部產(chǎn)生影響,故D中屬于靜電屏蔽。2.(2018蘇北四市一調(diào))如圖所示,鐵芯上繞有線圈A和B,線圈A與電源相連,線圈B與發(fā)光二極管D相連,銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通斷,忽略A的自感,下列說法正確的是()A.閉合S,D閃亮一下 B.閉合S,C將會過一小段時間接通C.斷開S,D不會閃亮 D.斷開S,C將會過一小段時間斷開答案D閉合S瞬間,穿過線圈B的磁通量要增加,根據(jù)楞次定律,增反減同,結(jié)合右手螺旋定則可知,線圈B的電流沿逆時針方向,而由于二極管順時針方向?qū)щ?則線圈B不會閃亮一下,過一小段時間線圈A吸引E,C接通,故A,B錯誤;斷開S瞬間,穿過線圈B的磁通量要減小,根據(jù)楞次定律:增反減同,結(jié)合右手螺旋定則可知,電流為順時針方向,則二極管處于導通狀態(tài),則D會閃亮,同時對線圈A有影響,阻礙其磁通量減小,那么C將會過一小段時間斷開,故C項錯誤,D項正確。3.(2017南通三調(diào))法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機。如圖所示,圓形金屬盤安置在電磁鐵的兩個磁極之間,兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心點接觸良好,且與靈敏電流計相連。金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動,則()A.電刷M的電勢高于電刷N的電勢B.若只將電刷M移近N,電流計的示數(shù)變大C.若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速,電流計的示數(shù)變大D.若只將變阻器滑片向左滑動,靈敏電流計的示數(shù)變大答案C根據(jù)安培定則可知,穿過金屬盤的磁場方向向右,由右手定則判斷可知,金屬盤產(chǎn)生的感應電流方向從M到N,則電刷N的電勢高于電刷M的電勢,故A項錯誤;若僅將電刷M向盤中心移動,使電刷M、N之間距離減小,切割磁感線的有效長度減小,產(chǎn)生的感應電動勢減小,感應電流減小,則電流計的示數(shù)變小,故B項錯誤;若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速,感應電動勢增大,故電流計的示數(shù)變大,故C項正確;若僅將滑動變阻器滑片向左滑,滑動變阻器接入電路的阻值變大,電路中的電流減小,磁場減弱,電流計的示數(shù)將減小,故D項錯誤。4.(2018蘇北四市一模)如圖所示,L是直流電阻不計的帶鐵芯線圈,A、B是完全相同的小燈泡。下列說法中正確的是()A.閉合S瞬間,A燈立即亮,B燈從不亮到逐漸變亮B.閉合S瞬間,B燈立即亮,A燈從不亮到逐漸變亮C.斷開S瞬間,A燈立即熄滅,B燈閃亮后熄滅D.斷開S瞬間,通過B燈的電流方向從左向右答案C閉合S瞬間,A、B立即亮,A、B項錯誤;穩(wěn)定時,A亮,B不亮,斷開S瞬間,A由于立即熄滅,由于L的自感現(xiàn)象,B閃亮后逐漸熄滅,且通過B的電流方向從右向左,C項正確,D項錯誤。5.(2018泰州模擬)如圖所示,虛線MN表示甲、乙、丙三個相同正方形金屬框的一條對稱軸,金屬框內(nèi)均勻分布有界勻強磁場,磁感應強度隨時間變化規(guī)律都滿足B=kt,金屬框按照圖示方式處在磁場中,測得金屬框甲、乙、丙中的感應電流分別為I甲、I乙、I丙,則下列判斷正確的是()A.I乙=2I甲,I丙=2I甲 B.I乙=2I甲,I丙=0 C.I乙=0,I丙=0 D.I乙=I甲,I丙=I甲答案BI甲=E甲R=ΔBΔt·S2·1R=Sk2R,I乙=E乙R2I甲,I丙=0,只有B正確。二、多項選擇題6.(2018南通三模)健身車上裝有金屬電磁阻尼飛輪,飛輪附近固定一電磁鐵,示意圖如圖所示,人在健身時帶動飛輪轉(zhuǎn)動。則()A.飛輪轉(zhuǎn)速越大,阻尼越大 B.電磁鐵所接電壓越大,阻尼越大C.飛輪材料電阻率越大,阻尼越大 D.飛輪材料密度越大,阻尼越大答案AB電磁阻尼為電磁感應中感應電流所受安培力導致,安培力越大,電磁阻尼越大,故飛輪轉(zhuǎn)速越大,產(chǎn)生的感應電動勢越大,感應電流越大,安培力越大,阻尼越大,A正確;電磁鐵所接電壓越大,則磁場越強,產(chǎn)生的感應電動勢越大,感應電流越大,安培力越大,阻尼越大,B正確;飛輪材料電阻率越大,電阻越大,感應電流越小,安培力越小,阻尼越小,C錯誤;飛輪材料的密度對電磁感應沒有影響,D錯誤。7.用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導線做成一個半徑為r的圓環(huán),ab為圓環(huán)的一條直徑。如圖所示,在ab的左側(cè)存在一個均勻變化的勻強磁場,磁場垂直圓環(huán)所在平面,磁感應強度大小隨時間的變化率ΔBA.圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流 B.圓環(huán)具有擴張的趨勢C.圓環(huán)中感應電流的大小為krS2ρ D.圖中a、b兩點間的電勢差Uab答案BD磁通量均勻減少,根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應電流,選項A錯誤;由楞次定律可知圓環(huán)有擴張的趨勢,選項B正確;圓環(huán)產(chǎn)生的感應電動勢大小為kπr22,則圓環(huán)中的電流大小為I=kSr4ρ,選項C錯誤;a、b兩點間的電勢差U8.(2018南通、徐州、揚州、泰州、淮安、宿遷一調(diào))用電流傳感器研究自感現(xiàn)象的電路如圖甲所示,線圈L中未插入鐵芯,直流電阻為R。閉合開關S,傳感器記錄了電路中電流i隨時間t變化的關系圖像,如圖乙所示,t0時刻電路中電流達到穩(wěn)定值I。下列說法中正確的是()A.t=t0時刻,線圈中自感電動勢最大B.若線圈中插入鐵芯,上述過程中電路中電流達到穩(wěn)定值經(jīng)歷的時間大于t0C.若線圈中插入鐵芯,上述過程中電路達到穩(wěn)定時電流值仍為ID.若將線圈匝數(shù)加倍,上述過程中電路達到穩(wěn)定時電流值仍為I答案BCt=t0時刻,線圈中電流穩(wěn)定,自感現(xiàn)象消失,線圈中沒有自感電動勢,故A項錯誤;若線圈中插入鐵芯,線圈自感系數(shù)增大,自感現(xiàn)象延長,所以若線圈中插入鐵芯,上述過程中電路中電流達到穩(wěn)定值經(jīng)歷的時間大于t0,故B項正確;線圈中插入鐵芯,但線圈的直流電阻不變,所以穩(wěn)定時電流不變,故C項正確;若將線圈匝數(shù)加倍,線圈直流電阻增大,穩(wěn)定時電流減小,故D項錯誤。所以B、C項正確。9.(2017課標Ⅱ)兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖甲所示。已知導線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示(感應電流的方向為順時針時,感應電動勢取正)。下列說法正確的是()A.磁感應強度的大小為0.5TB.導線框運動速度的大小為0.5m/sC.磁感應強度的方向垂直于紙面向外D.在t=0.4s至t=0.6s這段時間內(nèi),導線框所受的安培力大小為0.1N答案BC由題圖乙可知,導線框運動的速度大小v=Lt=0.10.2m/s=0.5m/s,B項正確;導線框進入磁場的過程中,cd邊切割磁感線,由E=BLv,得B=ELv三、非選擇題10.(2018蘇北四市一調(diào))如圖甲所示,單匝正方形線框abcd的電阻R=0.5Ω,邊長L=20cm,勻強磁場垂直于線框平面,磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。求:(1)0~2s內(nèi)通過ab邊橫截面的電荷量q;(2)3s時ab邊所受安培力的大小F;(3)0~4s內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案(1)4.8×10-2C(2)1.44×10-3N(3)1.152×10-3J解析(1)由法拉第電磁感應定律得電動勢E=SΔ感應電流I=E電量q=IΔt解得q=4.8×10-2C(2)安培力F=BIL由圖得3s時的B=0.3T代入數(shù)值得F=1.44×10-3N(3)由焦耳定律得Q=I2Rt代入數(shù)值得Q=1.152×10-3J11.(2018泰州中學模擬)如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導軌,導軌間距為d,導軌所在平面與水平面成θ角,M、P間接阻值為R的電阻。勻強磁場的方向與導軌所在平面垂直,磁感應強度大小為B。質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒放在兩導軌上,在平行于導軌的拉力F作用下,以速度v勻