2019高考物理二輪復習 小題狂做專練二十二 法拉第電磁感應定律、楞次定律、自感現(xiàn)象

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1、 22 法拉第電磁感應定律、楞次定律、自感現(xiàn)象 一、選擇題 1．【邯鄲摸底】下列四幅演示實驗圖中，實驗現(xiàn)象能正確表述實驗結論的是( ) A．圖甲用磁鐵靠近輕質(zhì)鋁環(huán)A，A會靠近磁鐵 B．圖乙斷開開關S，觸點C不立即斷開 C．圖丙閉合開關S時，電流表有示數(shù)，斷開開關S時，電流表沒有示數(shù) D．圖丁銅盤靠慣性轉動，手持磁鐵靠近銅盤，銅盤轉動加快 2．【江門調(diào)研】如圖所示為游樂場中過山車的“磁力剎車裝置”。在過山車兩側安裝銅片，停車區(qū)的軌道兩側安裝強力磁鐵，當過山車進入停車區(qū)時，銅片與強力磁鐵的相互作用使過山車能很快地停下，下列說法中錯誤的是( )

2、 A．過山車進入停車區(qū)時其動能轉化成電能 B．過山車進入停車區(qū)的過程中兩側的銅片中會產(chǎn)生感應電流 C．把銅片換成有機玻璃片，也能達到相同的剎車效果 D．過山車進入停車區(qū)的過程中銅片受到的安培力使過山車減速 3．【阜陽調(diào)研】據(jù)外媒某軍事雜志一篇關于中國航母的報道，其猜測中國自行設計建造的第三艘國產(chǎn)航母將采用電磁彈射裝置。航母上飛機彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動原理如圖所示。當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈左側的金屬環(huán)被彈射出去。則下列說法正確的是( ) A．合上開關 S 的瞬間，從右側看環(huán)中產(chǎn)生沿順時針方向的感應電流 B．金屬環(huán)向左運動過程中將有擴大趨勢 C．若將金屬環(huán)置

3、于線圈的右側，環(huán)將不能彈射出去 D．若將電池正、負極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射 4．【天一中學考前熱身卷】如圖所示的圓形線圈共n匝，電阻為R，過線圈中心O垂直于線圈平面的直線上有A、B兩點，A、B兩點的距離為L，A、B關于O點對稱。一條形磁鐵開始放在A點，中心與O點重合，軸線與A、B所在直線重合，此時線圈中的磁通量為Φ1，將條形磁鐵以速度v勻速向右移動，軸線始終與直線重合，磁鐵中心到O點時線圈中的磁通量為Φ2，下列說法中正確的是( ) A．磁鐵在A點時，通過一匝線圈的磁通量為 B．磁鐵從A到O的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應電動勢為E= C．磁鐵從A到B的過程中，線圈中磁通量

4、的變化量為2Φ1 D．磁鐵從A到B的過程中，通過線圈某一截面的電量不為零 5．【重慶月考】如圖所示，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導線AB與OO′平行，且AB、OO′所在平面與線圈平面垂直。如要在線圈中形成方向為abcda的感應電流，可行的做法是( ) A．AB中電流I逐漸增大 B．AB中電流I先增大后減小 C．導線AB正對OO′靠近線圈 D．線圈繞OO′軸逆時針轉動90°(俯視) 6．【吉林調(diào)研】如圖所示，金屬導軌上的導體棒ab在勻強磁場中沿導軌做下列哪種運動時，銅制線圈c中將有感應電流產(chǎn)生且被螺線管吸引( ) ①向右做勻速運動　

5、②向左做減速運動?、巯蛴易鰷p速運動　④向右做加速運動 A． ①② B． ③④ C． ②③ D． ①④ 7．【江西聯(lián)考】(多選)電吉他中電拾音器的基本結構如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有( ) A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作 B．取走磁體，電吉他將不能正常工作 C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢 D．弦振動過程中，線圈中的電流方向不變 8．【湖南師大附中月考】(多選)等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場。另有一等腰直角三角形導線框ABC以恒定的速度沿垂

6、直于磁場方向穿過磁場，穿越過程中速度方向始終與AB邊垂直，且保持AC平行于OQ，關于線框中的感應電流，以下說法中正確的是( ) A．開始進入磁場時感應電流最大 B．產(chǎn)生的電動勢屬于動生電動勢 C．開始進入磁場時感應電流沿順時針方向 D．開始穿出磁場時感應電流沿順時針方向 9．【武昌聯(lián)考】(多選)如圖所示是用電流傳感器(相當于電流表，其內(nèi)阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。圖甲、乙、丙、丁是某同學畫出的在t0時刻開關S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖象。關于這些圖象，下列說法中正確的是

7、( ) A．圖甲是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 B．圖乙是開關S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 C．圖丙是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 D．圖丁是開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 二、解答題 10．【華中師大附中模擬】據(jù)報道，一法國攝影師拍到“天宮一號”空間站飛過太陽的瞬間。照片中，“天宮一號”的太陽帆板輪廓清晰可見。如圖所示，假設“天宮一號”正以速度v＝7.7 km/s繞地球做勻速圓周運動，運動方向與太陽帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L＝

8、20 m，地磁場的磁感應強度垂直于v，MN所在平面的分量B＝1.0×10﹣5 T，將太陽帆板視為導體。 (1)求M、N間感應電動勢的大小E； (2)在太陽帆板上將一只“1.5 V 0.3 W”的小燈泡與M、N相連構成閉合電路，不計太陽帆板和導線的電阻，試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說明理由； (3)取地球半徑R＝6.4×103 km，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，試估算“天宮一號”距離地球表面的高度h。（計算結果保留一位有效數(shù)字） 11．【嘉興2019屆教學測試】如圖所示，豎直面內(nèi)有一圓形小線圈，與絕緣均勻帶正電圓環(huán)同心放置。帶電

9、圓環(huán)的帶電量為Q，繞圓心做圓周運動，其角速度ω隨時間t的變化關系如圖乙所示(圖中ω0、t1、t2為已知量)。線圈通過絕緣導線連接兩根豎直的間距為l的光滑平行金屬長導軌，兩導軌間的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁場的上下邊界間距為h，磁感應強度大小恒為B?！肮ぁ弊中螛嫾苡山^緣桿固連間距為H(H ＞h)的水平金屬棒AB、CD組成，并與導軌緊密接觸。初始時鎖定“工”字形構架，使AB棒位于磁場內(nèi)的上邊沿，t1時刻解除鎖定，t2時刻開始運動。已知“工”字形構架的質(zhì)量為m，AB棒和CD棒離開磁場下邊沿時的速度大小均為v，金屬棒AB、CD和圓形線圈的電阻均為R，其余電阻不計，不考慮線圈的自感。求

10、： (1)0－t1時間內(nèi)，帶電圓環(huán)的等效電流； (2)t1－t2時間內(nèi)，圓形線圈磁通量變化率的大小，并判斷帶電圓環(huán)圓周運動方向(順時針還是逆時針方向?)； (3)從0時刻到CD棒離開磁場的全過程AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱。 答案與解析 1．【答案】B 【解析】圖甲用磁鐵靠近輕質(zhì)鋁環(huán)A，由于A環(huán)中發(fā)生電磁感應，根據(jù)楞次定律可知，A將遠離磁鐵，故A錯誤；圖乙斷開開關S，由于B線圈中發(fā)生電磁感應現(xiàn)象阻礙電流的減小，因此線圈仍有磁性，觸電C不立即斷開，故B正確；圖丙閉合開關S和

11、斷開開關S時均會發(fā)生電磁感應，因此電流表均有示數(shù)，故C錯誤；當轉動銅盤時，導致銅盤切割磁感線，從而產(chǎn)生感應電流，出現(xiàn)安培力，由楞次定律可知，產(chǎn)生安培力導致銅盤轉動受到阻礙，因此銅盤將轉慢，故D錯誤。 2．【答案】C 【解析】磁力剎車制動器是由一個或兩個磁力很強的釹磁鐵長條，當金屬片(通常是銅或銅鋁合金)切割磁感線時，會在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這將生成一個磁場來反抗運動。由此產(chǎn)生的制動力是與速度成正比的。金屬片在磁鐵內(nèi)移動，同時產(chǎn)生熱能。C選項中玻璃片不是金屬，達不到同樣的剎車效果，故C錯誤。 3．【答案】A 【解析】線圈中電流為左側流入，磁場方向為向右，在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞

12、次定律可知，金屬環(huán)的感應電流由右側看為順時針，故A正確；在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，故金屬環(huán)的面積右縮小的趨勢，故B錯誤；若金屬環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動；故C錯誤；電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈出，故D錯誤。 4．【答案】B 【解析】磁鐵在A點時，線圈中的磁通量為Φ1，故通過一匝線圈的磁通量也為Φ1，與匝數(shù)無關，故A錯誤；磁鐵從A到O的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應電動勢為E=n=n=，故B正確；磁通量先增加后減小，磁通量的變化量為零，故平均感應電動勢為零，故平均感應電流為零，故通過線圈某一截面的電量為零，故C、D錯誤。 5．【

13、答案】D 【解析】OO′為線框的對稱軸，由圖示可知，AB中電流產(chǎn)生的磁場穿過線圈的磁通量為零；AB中電流I逐漸增大，穿過線圈的磁通量始終為零，保持不變，線圈中沒有感應電流產(chǎn)生，故A錯誤；AB中電流I先增大后減小，穿過線圈的磁通量始終為零，保持不變，線圈中沒有感應電流產(chǎn)生，故B錯誤；導線AB正對OO′靠近線圈，穿過線圈的磁通量始終為零，保持不變，線圈中沒有感應電流產(chǎn)生，故C錯誤；線圈繞OO′軸逆時針轉動90°(俯視)，穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感應電流方向為abcda，故D正確。 6．【答案】C 【解析】導體棒ab向右或向左做勻速運動時，ab中產(chǎn)生的感應電流不變，螺線管產(chǎn)生的磁

14、場是穩(wěn)定的，穿過c的磁通量不變，c中沒有感應電流，線圈c不受安培力作用，不會被螺線管吸引，故①錯誤。導體棒ab向左做減速運動時，根據(jù)右手定則判斷得到，ab中產(chǎn)生的感應電流方向從b→a，感應電流減小，螺線管產(chǎn)生的磁場減弱，穿過c的磁通量減小，根據(jù)楞次定律得知，c中產(chǎn)生逆時針方向（從左向右看）的感應電流，與線圈中的電流的方向相同，則線圈c被螺線管吸引，故②正確。導體棒ab向右做減速運動時，根據(jù)右手定則判斷得到，ab中產(chǎn)生的感應電流方向從a→b，感應電流減小，螺線管產(chǎn)生的磁場減弱，穿過c的磁通量減小，根據(jù)楞次定律得知，c中產(chǎn)生順時針方向（從左向右看）的感應電流，與線圈中的電流的方向相同，則線圈c被螺

15、線管吸引，故③正確。導體棒ab向右做加速運動時，根據(jù)右手定則判斷得到，ab中產(chǎn)生的感應電流方向從a→b，感應電流增大，螺線管產(chǎn)生的磁場增強，穿過c的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得知，c中產(chǎn)生逆時針方向（從左向右看）的感應電流，與線圈中的電流的方向相同反，則線圈c被螺線管排斥，故④錯誤。故選C。 7．【答案】BC 【解析】銅質(zhì)弦不能被磁化，選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作，故A項錯誤；取走磁體，金屬弦無法磁化，電吉他將不能正常工作，故B項正確；據(jù)法拉第電磁感應定律知，增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應電動勢，故C項正確；弦振動過程中，線圈中磁通量一會增大一會減小，電流方向不斷變化，故D項錯誤。 8

16、．【答案】ABD 【解析】當線框進入磁場時切割磁感線，產(chǎn)生的動生感應電動勢為：E=BLv，導線框ABC的速度恒定，當有效的切割長度最大時，產(chǎn)生的感應電動也最大，那么感應電流I=也最大，開始進入磁場時感應電動勢最大，此時感應電流最大，故AB正確。由右手定則可判定，開始進入磁場時導體切割磁感線產(chǎn)生的感應電流方向為C到A，即感應電流沿逆時針方向，故C錯誤；由楞次定律可得開始穿出磁場時感應電流為A到C，即感應電流沿順時針方向，故D正確。 9．【答案】BC 【解析】開關S由斷開變?yōu)殚]合，傳感器2這一支路立即有電流，線圈這一支路，由于線圈阻礙電流的增加，通過線圈的電流要慢慢增加，所以干路電流(通過傳

17、感器1的電流)也要慢慢增加，故A錯誤，B正確。開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器1的電流立即消失，而線圈這一支路，由于線圈阻礙電流的減小，該電流又通過傳感器2，只是電流的方向與以前相反，所以通過傳感器2的電流逐漸減小，故C正確，D錯誤。 二、解答題 10．【解析】(1)由法拉第電磁感應定律得：E＝BLv＝1.54 V。 (2)不能，因為穿過閉合回路的磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流。 (3)在地球表面有 勻速圓周運動 解得 代入數(shù)據(jù)得h≈4×105 m（數(shù)量級正確都算對） 11．【解析】(1)由電流的定義式可知： 。 (2) t1－t2時間內(nèi)，“工”字形構架處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知：mg＝BIL 解得： 由歐姆定律可知： 解得： 由AB棒處于平衡可知，AB棒中的電流方向由A到B，小圓形線圈中的電流方向為逆時針方向，由“楞次定律”中的增反減同可知，帶電圓環(huán)圓周運動方向為逆時針方向。 (3)由功能關系可知： 由電路特點可知： 由以上兩式解得：。 7