新課標(biāo)2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)四十一法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十一）法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流一、立足主干學(xué)問，注意基礎(chǔ)性和綜合性1．以下現(xiàn)象中屬于渦流現(xiàn)象的應(yīng)用的是()解析：選B電烤箱是利用電流發(fā)熱的原理，故A錯(cuò)誤；金屬探測(cè)儀可以探測(cè)人身是否攜帶金屬物品，是通過金屬上產(chǎn)生渦流而使報(bào)警器發(fā)出警告的，故B正確；高壓帶電作業(yè)屏蔽服是利用靜電屏蔽原理，故C錯(cuò)誤；車載充電器沒有應(yīng)用渦流現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。2．零刻度在表盤正中間的電流計(jì)特別靈敏，通入電流后，線圈所受安培力和螺旋彈簧的彈力作用達(dá)到平衡時(shí)，指針在示數(shù)旁邊的搖擺很難停下，使讀數(shù)變得困難。在指針轉(zhuǎn)軸上裝上的扇形鋁框或扇形鋁板，在合適區(qū)域加上磁場(chǎng)，可以解決此困難。下列方案合理的是()解析：選D由題圖A、C可知，當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框或鋁板可能會(huì)離開磁場(chǎng)，產(chǎn)生不了渦流，起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，A、C錯(cuò)誤；B圖是鋁框，磁場(chǎng)在鋁框中間，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較小時(shí)，鋁框不能切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，B錯(cuò)誤；D圖是鋁板，磁場(chǎng)在鋁板中間，無論指針偏轉(zhuǎn)角度大小，都會(huì)在鋁板上產(chǎn)生渦流，起到電磁阻尼的作用，指針會(huì)很快停下，便于讀數(shù)，D正確。3．(多選)在日常生活中，比如摩托車和汽車上裝有的磁性轉(zhuǎn)速表就是利用了電磁驅(qū)動(dòng)原理，如圖所示是磁性式轉(zhuǎn)速表及其原理圖，關(guān)于磁性式轉(zhuǎn)速表的電磁驅(qū)動(dòng)原理，下列說法正確的是()A．鋁盤接通電源，通有電流的鋁盤在磁場(chǎng)作用下帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)B．永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，在鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使鋁盤受磁場(chǎng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)C．鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與永久磁體轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同D．由于鋁盤和永久磁體被同一轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，所以兩者轉(zhuǎn)動(dòng)是完全同步的解析：選BC當(dāng)永久磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)，在鋁盤中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時(shí)永久磁體的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)鋁盤上的感應(yīng)電流有力的作用，從而產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于彈簧游絲的反力矩，會(huì)使指針穩(wěn)定指在某一刻度上，A錯(cuò)誤，B正確；該轉(zhuǎn)速表利用了電磁感應(yīng)原理，由楞次定律推論“來拒去留”知，永久磁體轉(zhuǎn)動(dòng)方向與鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，C正確；永久磁體固定在轉(zhuǎn)軸上，鋁盤固定在指針軸上，鋁盤和永久磁體沒有被同一轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，D錯(cuò)誤。4．(多選)如圖甲所示，閉合金屬環(huán)固定在水平桌面上，MN為其直徑。MN右側(cè)分布著垂直桌面對(duì)上的有界磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間改變的關(guān)系如圖乙所示。已知金屬環(huán)的電阻為1.0Ω，直徑MN長20cm，則t＝3s時(shí)()A．N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)B．M、N兩點(diǎn)間電壓為5π×10－4VC．環(huán)所受安培力大小為5π×10－5ND．環(huán)所受安培力大小為5π2×10－5N解析：選AC由圖乙可知：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間不斷增大，磁場(chǎng)方向豎直向上，由楞次定律可知，金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向(從上往下看)，MN右側(cè)半段充當(dāng)電源，電源內(nèi)部電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，則N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)，A正確；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝5π×10－4V，MN右側(cè)半段充當(dāng)電源，M、N兩點(diǎn)間電壓為路端電壓，則UNM＝eq\f(E,2)＝2.5π×10－4V，B錯(cuò)誤；金屬環(huán)中的電流大小為I＝eq\f(E,R)＝5π×10－4A，t＝3s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′＝0.5T，金屬環(huán)所受的安培力大小為F＝B′IL有效＝5π×10－5N，C正確，D錯(cuò)誤。5.如圖所示，電路中L是一電阻可忽視不計(jì)的電感線圈，a、b為L的左、右兩端點(diǎn)，A、B、C為完全相同的三盞燈泡，原來開關(guān)S是閉合的，三盞燈泡均發(fā)光。某時(shí)刻將開關(guān)S斷開，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，A燈閃亮后緩慢熄滅B．b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅D．b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈不會(huì)閃亮只是緩慢熄滅解析：選B開關(guān)S閉合穩(wěn)定時(shí)，電感線圈支路的總電阻比B、C燈支路電阻小，故流過A燈的電流I1大于流過B、C燈的電流I2，且電流方向由a到b，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)S斷開，電感線圈會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象，相當(dāng)于電源，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，阻礙流過A燈電流的減小，瞬間流過B、C燈支路的電流比原來的大，故B、C燈閃亮后緩慢熄滅，故B正確。6．輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.42kg、邊長為L＝1m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，其總電阻為r＝1Ω。在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場(chǎng)，如圖甲所示。磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間改變關(guān)系如圖乙所示。(g取10m/s2)(1)推斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；(2)求線圈的電功率；(3)求在t＝4s時(shí)輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小。解析：(1)由楞次定律知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n·eq\f(1,2)L2eq\f(ΔB,Δt)＝0.5V則P＝eq\f(E2,r)＝0.25W。(3)通過線圈的電流I＝eq\f(E,r)＝0.5A，由題圖乙可知當(dāng)t＝4s時(shí)，B＝0.6T，線圈受到的安培力F安＝nBIL由平衡條件得F安＋F線＝mg聯(lián)立解得F線＝1.2N。答案：(1)逆時(shí)針(2)0.25W(3)1.2N二、強(qiáng)化遷移實(shí)力，突出創(chuàng)新性和應(yīng)用性7.(2024·浙江杭州模擬)管道高頻焊機(jī)可以對(duì)由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示，圓管通過一個(gè)接有高頻溝通電源的線圈，線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使圓管中產(chǎn)生交變電流，電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化并焊接。則下列說法正確的是()A．該焊機(jī)也能焊接塑料圓管的接縫B．線圈的電阻越大，焊接效果越好C．線圈的電源換成直流電源也能進(jìn)行焊接D．圓管的接縫處電阻較大，產(chǎn)生的電熱較無接縫處大解析：選D塑料圓管在焊接時(shí)，管內(nèi)無法產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，塑料圓管中無電流，不能焊接，A錯(cuò)誤；圓管通過的高頻溝通電源肯定時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)肯定，線圈的電阻越大，則產(chǎn)生的電流越小，焊接時(shí)產(chǎn)生的電熱越少，焊接效果不好，B錯(cuò)誤；將線圈的電源換成直流電源，線圈不能產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，圓管中不產(chǎn)生電流，不能進(jìn)行焊接，C錯(cuò)誤；通過圓管的高頻溝通電源肯定，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)肯定，電流肯定，圓管的接縫處電阻較大，產(chǎn)生的電熱較大，D正確。8．(多選)如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n＝1000，橫截面積S＝0.02m2，電阻r＝1Ω，螺線管外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，電阻的一端b接地。一方向平行于螺線管軸線向左的磁場(chǎng)穿過螺線管，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖乙所示，則()A．在0～4s時(shí)間內(nèi)，R中有電流從a流向bB．在t＝3s時(shí)穿過螺線管的磁通量為0.07WbC．在4～6s時(shí)間內(nèi)，通過R的電流大小為8AD．在4～6s時(shí)間內(nèi)，R兩端電壓Uab＝40V解析：選BC在0～4s時(shí)間內(nèi)，原磁場(chǎng)增大，則穿過螺線管的磁通量增大，依據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場(chǎng)方向向右，由安培定則可知，R中的電流方向從b流向a，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，t＝3s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝3.5T，則此時(shí)穿過螺線管的磁通量為Φ＝BS＝0.07Wb，故B正確；在4～6s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝neq\f(ΔB·S,Δt)＝40V，則通過R的電流大小為I＝eq\f(E,R＋r)＝8A，故C正確；在4～6s時(shí)間內(nèi)，依據(jù)楞次定律可知，R中的電流從a流向b，則R兩端電壓為Uab＝IR＝32V，故D錯(cuò)誤。9.如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r＝10cm、電阻R＝1Ω、質(zhì)量m＝1kg的金屬圓環(huán)，以速度v＝10m/s向一有界磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，從圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)一共釋放了32J的熱量，求：(1)此時(shí)圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率；(2)此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。解析：(1)圓環(huán)從起先進(jìn)入磁場(chǎng)到有一半進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Q＋eq\f(1,2)mv′2，代入數(shù)據(jù)解得v′＝6m/s，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv′＝B·2rv′＝0.5×2×0.1×6V＝0.6V，圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(0.62,1)W＝0.36W。(2)感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.6,1)A＝0.6A，圓環(huán)受到的