2018屆高考物理第一輪課時強化練習題28

課時強化練(二十七)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流(限時：40分鐘)A級跨越本科線1．(多選)穿過一個電阻為1Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少4Wb，則()【導學號：96622362】A．線圈中感應(yīng)電動勢一定是每秒減少4VB．線圈中感應(yīng)電動勢一定是4VC．線圈中感應(yīng)電流一定是每秒減少4AD．線圈中感應(yīng)電流一定是4ABD感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比，與磁通量是增是減無關(guān)，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)得E＝4V，線圈中電流I＝eq\f(E,R)＝4A，故B、D正確．2．如圖9-2-12所示，接有理想電壓表的三角形導線框abc，在勻強磁場中向右運動，問：框中有無感應(yīng)電流？a、b兩點間有無電勢差？電壓表有無讀數(shù)(示數(shù)不為零稱有讀數(shù))()圖9-2-12A．無、無、無 B．無、有、有C．無、有、無 D．有、有、有C由于穿過三角形導線框的磁通量不變，所以框中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；由于ab邊和bc邊均做切割磁感線的運動，所以均將產(chǎn)生b端為正極的感應(yīng)電動勢，a、b兩點間有電勢差；由于沒有電流流過電壓表，所以其表頭指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即電壓表無讀數(shù)(示數(shù)為零)．綜上所述，C正確．3．(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一．如圖9-2-13所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，靠近待測工件時，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化．下列說法中正確的是()圖9-2-13A．渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B．渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率C．通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D．待測工件可以是塑料或橡膠制品ABC由楞次定律可知，渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化，選項A正確；類似于變壓器，渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率，選項B正確；由于電流在磁場中受安培力作用，故通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力，選項C正確；渦流必須是在導體中產(chǎn)生，故待測工件不能是塑料或橡膠制品，選項D錯誤．4.(多選)(2016·全國甲卷)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖9-2-14所示．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與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()【導學號：96622363】圖9-2-14A．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AB由右手定則知，圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動，選項B正確；由感應(yīng)電動勢E＝eq\f(1,2)Bl2ω知，角速度恒定，則感應(yīng)電動勢恒定，電流大小恒定，選項A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動勢大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項C錯誤；若ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則感應(yīng)電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由P＝I2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項D錯誤．5.(2016·北京高考)如圖9-2-15所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響．下列說法正確的是()圖9-2-15A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向B由楞次定律知，題中圓環(huán)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，故感應(yīng)電流沿順時針方向．由法拉第電磁感應(yīng)定律知E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝eq\f(ΔB·πR2,Δt)，由于兩圓環(huán)半徑之比Ra∶Rb＝2∶1，所以Ea∶Eb＝4∶1，選項B正確．6．(多選)如圖9-2-16所示，空間存在兩個磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對稱軸．一導線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動，當運動到關(guān)于OO′對稱的位置時()【導學號：96622364】圖9-2-16A．穿過回路的磁通量為零B．回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0C．回路中感應(yīng)電流的方向為順時針方向D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同ABD由題意知，穿過閉合回路的磁通量Φ＝0，A正確；由右手定則判知ab邊與cd邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相當于兩個電源串聯(lián)，回路中的感應(yīng)電動勢E＝Blabv0＋Blcdv0＝2Blv0，B正確；由右手定則可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，C錯誤；由左手定則可知ab邊與cd邊所受的安培力方向均向左，D正確．7．(多選)如圖9-2-17所示，A1和A2是兩個規(guī)格完全相同的燈泡，A1與自感線圈L串聯(lián)后接到電路中，A2與可變電阻R串聯(lián)后接到電路中．先閉合開關(guān)S，緩慢調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，再調(diào)節(jié)電阻R1，使兩個燈泡都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S.對于這個電路，下列說法中正確的是()圖9-2-17A．再次閉合開關(guān)S時，A2先亮，A1后亮B．再次閉合開關(guān)S時，A1和A2同時亮C．再次閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，重新斷開開關(guān)S，A2立刻熄滅，A1過一會兒熄滅D．再次閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，重新斷開開關(guān)S，A1和A2都要過一會兒才熄滅AD再次閉合開關(guān)S時，自感線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，阻礙電流的增大，故A1后亮，A項正確，B項錯誤；待電路穩(wěn)定后，重新斷開開關(guān)S，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的減小，并且A1、A2、R形成回路，故A1和A2都要過一會兒才熄滅，C項錯誤，D項正確．B級名校必刷題8．如圖9-2-18所示，光滑絕緣水平面上有一矩形線圈以一定的初速度進入一勻強磁場，線圈全部進入磁場區(qū)域時，其動能恰好等于它在磁場外面時的三分之二，設(shè)線圈平面始終豎直且與磁場方向垂直，磁場寬度大于線圈寬度，那么()【導學號：96622365】圖9-2-18A．線圈恰好在剛離開磁場的位置停下B．線圈—定在磁場中某位置停下C．線圈完全離開磁場以后仍能繼續(xù)運動，不會停下D．無法確定線圈停下來的位置C由于線圈離開磁場時的安培力小于進入磁場時的安培力，因此線圈離開磁場的過程中克服安培力所做的功小于進入磁場的過程中克服安培力所做的功，根據(jù)動能定理可知線圈離開磁場時仍具有速度，故A、B、D錯誤，C正確．9．(2015·江蘇高考)如圖9-2-19所示，用天平測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度．下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方．線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)．若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()圖9-2-19A磁場發(fā)生微小變化時，因各選項中載流線圈在磁場中的面積不同，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔBS,Δt)知載流線圈在磁場中的面積越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，載流線圈中的電流變化越大，所受的安培力變化越大，天平越容易失去平衡，由題圖可知，選項A符合題意．10．如圖9-2-20所示，將一根絕緣金屬導線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀，它通過兩個小金屬環(huán)與長直金屬桿導通，圖中a、b間距離為L，導線組成的正弦圖形頂部和底部到桿的距離都是d.右邊虛線范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于彎曲導線所在平面的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為eq\f(3L,4)，現(xiàn)在外力作用下導線沿桿正以恒定的速度v向右運動，t＝0時刻a環(huán)剛從O點進入磁場區(qū)域，則下列說法正確的是()圖9-2-20A．t＝eq\f(L,2v)時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為BdvB．t＝eq\f(3L,4v)時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為2BdvC．t＝eq\f(L,4v)時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向D．t＝eq\f(L,2v)時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向D金屬導線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為E＝Byv，y是有效切割長度．y＝dsinωt，其中ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2πv,L)，在t＝eq\f(L,2v)時刻，有效切割長度為0，回路中的感應(yīng)電動勢為0，選項A錯誤；在t＝eq\f(3L,4v)時刻，有效切割長度為d，回路中的感應(yīng)電動勢為－Bdv，選項B錯誤；由y＝dsinωt知，t＝eq\f(L,2v)時刻，回路中的感應(yīng)電動勢第一次改變方向，即感應(yīng)電流第一次開始改變方向，選項C錯誤，選項D正確．11．(2015·廣東高考)如圖9-2-21(a)所示，平行長直金屬導軌水平放置，間距L＝0.4m．導軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻．導體棒垂直放置在導軌上，且接觸良好，導體棒及導軌的電阻均不計，導軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導軌垂直，長度也為L.從0時刻開始，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時刻，棒從導軌左端開始向右勻速運動，1s后剛好進入磁場，若使棒在導軌上始終以速度v＝1m/s做直線運動，求：【導學號：96622366】(1)棒進入磁場前，回路中的電動勢E；(2)棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關(guān)系式．圖9-2-21【解析】(1)正方形磁場的面積為S，則S＝eq\f(L2,2)＝0.08m2.在棒進入磁場前，回路中的感應(yīng)電動勢是由于磁場的變化而產(chǎn)生的．由B-t圖象可知eq\f(ΔB,Δt)＝0.5T/s，根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，得回路中的感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝0.5×0.08V＝0.04V.(2)當導體棒通過bd位置時感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流最大，導體棒受到的安培力最大．此時感應(yīng)電動勢E′＝BLv＝0.5×0.4×1V＝0.2V；回路中感應(yīng)電流I′＝eq\f(E′,R)＝eq\f(0.2,1)A＝0.2A導體棒受到的安培力F＝BI′L＝0.5×0.2×0.4N＝0.04N當導體棒通過三角形abd區(qū)域時，導體棒切割磁感線的有效長度l＝2v(t－1)(1s≤t≤1.2s)感應(yīng)電動勢e＝Blv＝2Bv2(t－1)＝(t－1)V感應(yīng)電流i＝eq\f(e,R)＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)．【答案】(1)0.04V(2)0.04Ni＝(t－1)A(1s≤t≤1.2s)沁園春·雪<毛澤東>北國風光，