（浙江專(zhuān)用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第九章 第2課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感、渦流【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.法拉第電磁感應(yīng)定律1、2、5、72.導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算3、8、113.自感、渦流4、6、9、104.綜合應(yīng)用12、13一、單項(xiàng)選擇題1.關(guān)于電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,下列說(shuō)法正確的是(C)A.穿過(guò)電路的磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大B.電路中磁通量的改變量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大C.電路中磁通量改變?cè)娇?感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大D.若電路中某時(shí)刻磁通量為零,則該時(shí)刻感應(yīng)電流一定為零解析:由E=nΔΦΔt可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E與磁通量的變化率ΔΦΔ2.(年北京理綜)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.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為(C)A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2解析:根據(jù)右手定則或楞次定律,知通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→c;由法拉第電磁感應(yīng)定律E=Blv知E1=Blv,E2=2Blv,則E1∶E2=1∶2,故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤.3.(云南省部分名校第二次統(tǒng)一考試)如圖,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將一水平放置的金屬棒水平拋出,在整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,則金屬棒在空中飛行過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小(C)A.逐漸增大 B.逐漸減小C.保持不變 D.無(wú)法判斷解析:金屬棒被水平拋出后,只受重力作用,做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向切割磁感線(xiàn)的有效分速度保持不變,金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小保持不變,故選項(xiàng)C正確.4.如圖所示,多匝線(xiàn)圈L的電阻和電源內(nèi)阻都很小,可忽略不計(jì).電路中有兩個(gè)電阻,電阻均為R,開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),此時(shí)電路中電流大小為I0.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合,線(xiàn)圈L中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,以下說(shuō)法中正確的是(D)A.電路中的電流最終由I0減小到零B.電路中的電流最終等于I0C.電路中的電流最終要比2I0小D.電路中的電流最終要增大到2I0解析:閉合開(kāi)關(guān)S,并聯(lián)后的總電阻等于R2,電阻變小使得電路中的電流變大,但線(xiàn)圈L中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電路中的電流變化,故電路中的電流不會(huì)在閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間就達(dá)到2I0,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),自感電動(dòng)勢(shì)逐漸變小,當(dāng)自感電動(dòng)勢(shì)減小為零時(shí),電路中的電流增大到2I0通電自感中,連有線(xiàn)圈的支路電流由0逐漸增大,最終達(dá)到一穩(wěn)定值,此穩(wěn)定值由該支路兩端的電壓和直流電阻阻值決定,可由歐姆定律求出.5.(哈六中一模)如圖(甲)所示,電路的左側(cè)是一個(gè)電容為C的電容器,電路的右側(cè)是一個(gè)環(huán)形導(dǎo)體,環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為S.在環(huán)形導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示.則在0～t0時(shí)間內(nèi)電容器(A)A.上極板帶正電,所帶電荷量為CSB.上極板帶正電,所帶電荷量為CC.上極板帶負(fù)電,所帶電荷量為CSD.上極板帶負(fù)電,所帶電荷量為C解析:由(乙)圖可知ΔBΔt=B2-B16.如圖,電燈的電阻為2Ω,電池電動(dòng)勢(shì)為2V,內(nèi)阻不計(jì),線(xiàn)圈匝數(shù)足夠多,其直流電阻為3Ω.先合上開(kāi)關(guān)S,穩(wěn)定后突然斷開(kāi)S,則下列說(shuō)法中正確的是(B)A.電燈立即熄滅B.電燈先變暗再熄滅C.電燈會(huì)比原來(lái)亮一下再熄滅,且電燈電流方向與S斷開(kāi)前方向相同D.電燈會(huì)比原來(lái)亮一下再熄滅,且電燈電流方向與S斷開(kāi)前方向相反解析:閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后流過(guò)電燈的電流為1A,流過(guò)線(xiàn)圈的電流為23A;突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,線(xiàn)圈充當(dāng)電源,阻礙電流的減小,流過(guò)電燈的電流從1A變?yōu)?7.如圖所示,半徑為r的金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤(pán)的電阻不計(jì))(D)A.由c到d,I=Br2C.由c到d,I=Br2解析:金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞O軸逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),由右手定則可知,通過(guò)電阻R的電流的方向是由d到c;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Br2ω8.(安徽名校第五次聯(lián)考)如圖所示,矩形線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)(A)A.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流B.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)C.線(xiàn)圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,都是a→b→c→dD.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力解析:線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流和電動(dòng)勢(shì)與線(xiàn)圈繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流和電動(dòng)勢(shì)相同,當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí),電動(dòng)勢(shì)最大,Em=BSω,電流也最大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由右手定則可知線(xiàn)圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,都是b→a→d→c,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由F=BIl可知線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、不定項(xiàng)選擇題9.磁電式儀表的線(xiàn)圈通常用鋁框當(dāng)骨架,把線(xiàn)圈繞在鋁框上,這樣做的目的是(BC)A.防止渦流而設(shè)計(jì)的 B.利用渦流而設(shè)計(jì)的C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅(qū)動(dòng)的作用解析:線(xiàn)圈通電后,在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng),并切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流,就是渦流,渦流阻礙線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng),使線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)后較快停下來(lái).所以,這樣做的目的是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用.10.如圖所示,E為電池,L是電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線(xiàn)圈,D1、D2是兩個(gè)規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡,S是控制電路的開(kāi)關(guān).對(duì)于這個(gè)電路,下列說(shuō)法中正確的是(AC)A.剛閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,通過(guò)D1、D2的電流大小相等B.剛閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,通過(guò)D1、D2的電流大小不相等C.閉合開(kāi)關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定,D1熄滅,D2比原來(lái)更亮D.閉合開(kāi)關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定,再將S斷開(kāi)瞬間,D1立即熄滅,D2閃亮一下再熄滅解析:開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,線(xiàn)圈L可看作暫時(shí)斷路,故通過(guò)兩燈泡的電流相等,且同時(shí)亮,A對(duì),B錯(cuò);電路穩(wěn)定后,由于線(xiàn)圈直流電阻忽略不計(jì),將燈泡D1短路,燈泡D2獲得更多電壓,會(huì)更亮,C對(duì);若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,此時(shí)線(xiàn)圈與燈泡D1構(gòu)成回路,繼續(xù)對(duì)其供電,燈泡D1將閃亮一下后再逐漸熄滅,燈泡D2無(wú)法形成回路將立即熄滅,D錯(cuò).11.(年四川理綜)半徑為a右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿,單位長(zhǎng)度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置,整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開(kāi)始,桿的位置由θ確定,如圖所示.則(AD)A.θ=0時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2BavB.θ=π3時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為3C.θ=0時(shí),桿受的安培力大小為2D.θ=π3時(shí),桿受的安培力大小為解析:開(kāi)始時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=2Bav,故選項(xiàng)A正確.θ=π3時(shí),E2=B·2acosπ3由l=2acosθ,E=Blv,I=ERR=R0[2acosθ+(π+2θ)a],得在θ=0時(shí),F=B2l2θ=π3時(shí),F=3三、非選擇題12.(寧波市八校測(cè)試)如圖,頂角為90°的光滑金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面上,導(dǎo)軌MO、NO的長(zhǎng)度相等,M、N兩點(diǎn)間的距離l=2m,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一根粗細(xì)均勻、單位長(zhǎng)度電阻值r=0.5Ω/m的導(dǎo)體棒在垂直于棒的水平拉力作用下,從MN處以速度v=2m/s沿導(dǎo)軌向右勻速滑動(dòng),導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,求:(1)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水平拉力F的大小;(2)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后0.2s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量q;解析:(1)導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv感應(yīng)電流I=Elr=導(dǎo)體棒所受的安培力F安=BIl由平衡條件得:F=F聯(lián)立以上各式得:F=B2lvr(2)由(1)問(wèn)知,感應(yīng)電流I=Elr=Bv則感應(yīng)電流大小I=Bvr=故0.2s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量q=It=0.4C.答案:(1)2N(2)0.4C13.如圖(甲)所示,面積S=0.2m2的線(xiàn)圈,匝數(shù)n=630,總電阻r=1.0Ω,線(xiàn)圈處在變化的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖(乙)所示規(guī)律變化,方向垂直線(xiàn)圈平面.圖(甲)中傳感器可看成一個(gè)純電阻R,并標(biāo)有“3V0.9W”,滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“10Ω1A”(1)設(shè)磁場(chǎng)垂直紙面向外為正方向,試判斷通過(guò)電流表的電流方向;(2)為了保證電路的安全,求電路中允許通過(guò)的最大電流;(3)若滑動(dòng)變阻器觸頭置于最左端,為了保證電路的安全,圖(乙)中的t0最小值是多少?解析:(1)由楞次定律及安培定則判斷得,通過(guò)電流表的電流方向