2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練32 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 新人教版.doc

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分層規(guī)范快練(三十二)　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感　渦流 [雙基過關(guān)練] 1．穿過某線圈的磁通量隨時間變化的關(guān)系如圖所示，在下列幾段時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢最小的是(　　) A．0～2 s　　B．2～4 s C．4～5 s D．5～10 s 解析：圖象斜率越小，表明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動勢也就越小.5～10 s內(nèi)圖象斜率最小，故選項D正確． 答案：D 2．(多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有(　　) A．增加線圈的匝數(shù) B．提高交流電源的頻率 C．將金屬杯換為瓷杯 D．取走線圈中的鐵芯 解析：當(dāng)電磁鐵接通交流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高．要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻．增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動勢．瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導(dǎo)致磁性減弱．所以選項A、B正確，選項C、D錯誤． 答案：AB 3. 如圖所示，A、B兩閉合線圈用同樣導(dǎo)線繞成，A有10匝，B有20匝，兩圓線圈半徑之比為2：1，均勻磁場只分布在B線圈內(nèi)．當(dāng)磁場隨時間均勻減弱時(　　) A．A中無感應(yīng)電流 B．A、B中均有恒定的感應(yīng)電流 C．A、B中感應(yīng)電動勢之比為1：1 D．A、B中感應(yīng)電流之比為1：1 解析：線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝n，A、B中感應(yīng)電動勢之比為1：2，又因為R＝ρ，故RA：RB＝1：1，所以IA：IB＝1：2，故選項A、C、D錯誤，B正確． 答案：B 4．[2019江西信豐縣模擬](多選)如圖所示，A、B是完全相同的兩個小燈泡，L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈，則(　　) A．開關(guān)S閉合瞬間，A、B同時發(fā)光，隨后A燈變暗直至熄滅，B燈變亮 B．開關(guān)S閉合瞬間，B燈亮，A燈不亮 C．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，A、B燈同時熄滅 D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，B燈立即熄滅，A燈突然閃亮一下再熄滅 解析：A項，開關(guān)閉合的瞬間，兩燈同時獲得電壓，所以A、B同時發(fā)光，由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，流過A燈的電流逐漸減小，B燈逐漸增大，則A燈變暗，B燈變亮，故A正確，B錯誤；C項，斷開開關(guān)的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅，流過線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)電源，自感電流流過A燈，所以A燈突然閃亮一下再熄滅，故C錯誤，D正確．故選A、D. 答案：AD 5．[2019韶關(guān)市高三調(diào)研考試](多選)如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，v1＝2v2.在先后兩種情況下(　　) A．線圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2＝2：1 B．線圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2＝1：2 C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2＝4：1 D．通過線圈某截面的電荷量之比q1：q2＝1：1 解析：由I＝知I1：I2＝2：1，選項A正確，選項B錯誤；由Q＝I2Rt和t＝聯(lián)立得Q1：Q2＝2：1，選項C錯誤；由q＝＝知q1：q2＝1：1，選項D正確． 答案：AD 6．(多選)如圖甲是矩形導(dǎo)線框，電阻為R，虛線左側(cè)線框面積為S，右側(cè)面積為2S，虛線左右兩側(cè)導(dǎo)線框內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化如圖乙所示，設(shè)垂直線框向里的磁場為正，則關(guān)于線框中0～t0時間內(nèi)的感應(yīng)電流的說法正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的方向為順時針方向 B．感應(yīng)電流的方向為逆時針方向 C．感應(yīng)電流的大小為 D．感應(yīng)電流的大小為 解析：向里的變化磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E1＝S，方向為逆時針方向；向外的變化磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E2＝2S，方向為逆時針方向；從圖中可以得到：＝＝，感應(yīng)電流為I＝＝，方向為逆時針方向，即B、D正確． 答案：BD 7．[2019遼寧省實驗中學(xué)模擬](多選)如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動．為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶運(yùn)動方向，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈．通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是(　　) A．若線圈閉合，進(jìn)入磁場時，線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為逆時針 B．若線圈閉合，傳送帶以較大速度勻速運(yùn)動時，磁場對線圈的作用力增大 C．從圖中可以看出，第2個線圈是不合格線圈 D．從圖中可以看出，第3個線圈是不合格線圈 解析：若線圈閉合，進(jìn)入磁場時，穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的磁場方向向下，所以感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，傳送帶以較大速度勻速運(yùn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，則感應(yīng)電流較大，磁場對線圈的作用力增大，故B正確；由題圖知1、2、4、5、6線圈都發(fā)生了相對于傳送帶的滑動，而第3個線圈沒有滑動，則第3個線圈不閉合，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤，D正確． 答案：BD 8．某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計了一個發(fā)電測速裝置，如圖所示．自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中逆時針轉(zhuǎn)動時，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動．已知該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓盤半徑為l，圓盤電阻不計．導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外側(cè)邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值為R的小燈泡．后輪勻速轉(zhuǎn)動時，用電壓表測得a、b間電壓為U，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)連接的是電壓表的正接線柱 B．若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的時間為t，則該過程中克服安培力做功Q＝ C．自行車后輪邊緣的線速度大小是 D．自行車后輪轉(zhuǎn)動的角速度是 解析：根據(jù)右手定則，輪子邊緣點(diǎn)是等效電源的負(fù)極，則a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱，故A項錯誤；若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的時間為t，根據(jù)焦耳定律可知該過程中克服安培力做功Q＝t，故B項錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝U＝Bl＝Blv，解得邊緣線速度v＝，故C項正確；根據(jù)線速度和角速度的關(guān)系可得角速度為：ω＝＝，故D項錯誤． 答案：C [技能提升練] 9．[2015全國卷Ⅱ] 如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上．當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是(　　) A．φa>φc，金屬框中無電流 B．φb>φc，金屬框中電流方向沿a→b→c→a C．Ubc＝－Bl2ω，金屬框中無電流 D．Ubc＝Bl2ω，金屬框中電流方向沿a→c→b→a 解析：金屬框繞ab邊轉(zhuǎn)動時，閉合回路abc中的磁通量始終為零(即不變)，所以金屬框中無電流．金屬框在逆時針轉(zhuǎn)動時，bc邊和ac邊均切割磁感線，由右手定則可知φb<φc，φa<φc，所以根據(jù)E＝Blv可知，Ubc＝Uac＝－Bl＝－Bl＝－Bl2ω.由以上分析可知選項C正確． 答案：C 10．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m＝0.04 kg、邊長l＝0.4 m的正方形導(dǎo)體線框abcd放置在一光滑絕緣斜面上，線框用一平行斜面的細(xì)線系于O點(diǎn)，斜面傾角為θ＝30.線框的一半處于磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化關(guān)系為B＝2＋0.5t(T)，方向垂直于斜面．已知線框電阻為R＝0.5 Ω，重力加速度為g＝10 m/s2.則(　　) A．線框中的感應(yīng)電流方向為abcda B．t＝0時，細(xì)線拉力大小F＝0.2 N C．線框中感應(yīng)電流大小為I＝80 mA D．經(jīng)過一段時間t，線框可能沿斜面向上運(yùn)動 解析：根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為adcba，選項A錯誤．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝＝0.50.08 V＝0.04 V，感應(yīng)電流I＝＝0.08 A，t＝0時磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝2 T，bc邊所受安培力FA＝B0Il＝20.080.4 N＝0.064 N，由左手定則可判斷出安培力方向沿斜面向上．對線框由平衡條件F＋FA＝mgsin30，解得細(xì)線中拉力F＝0.136 N，選項B錯誤、C正確．由安培力F′A＝BIl＝(2＋0.5t)0.080.4 N＝(0.064＋0.016t)N，可知經(jīng)過一段時間t，安培力增大到大于線框重力沿斜面向下的分力時，線框沿斜面向上運(yùn)動，選項D正確． 答案：CD 11．[2019浙江模擬]半徑為2r的圓形金屬導(dǎo)軌固定在一水平面內(nèi)，一根長也為2r、電阻為R的金屬棒OA一端與金屬導(dǎo)軌接觸良好，另一端固定在中心轉(zhuǎn)軸上，現(xiàn)有方向(俯視)如圖所示、大小為B1的勻強(qiáng)磁場，中間半徑為r的地方無磁場．另有一水平金屬導(dǎo)軌MN用導(dǎo)線連接金屬圓環(huán)，M′N′用導(dǎo)線連接中心軸，導(dǎo)軌上放置一根金屬棒CD，其長度L與水平金屬導(dǎo)軌寬度相等，金屬棒CD的電阻2R，質(zhì)量為m，與水平導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)μ，水平導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場B2中，金屬棒CD通過細(xì)繩、定滑輪與質(zhì)量也為m的重物相連，重物放置在水平地面上．所有接觸都良好，金屬棒CD受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，忽略其它摩擦和其它電阻，重力加速度取g. (1)若金屬棒OA以角速度ω0順時針轉(zhuǎn)動(俯視)，求：感應(yīng)電動勢及接在水平導(dǎo)軌上的理想電壓表的電壓． (2)若金屬棒OA順時針轉(zhuǎn)動(俯視)的角速度隨時間ω＝kt變化，求：重物離開地面之前支持力隨時間變化的表達(dá)式． 解析：(1)感應(yīng)電動勢E＝B1Lv＝B1r＝B1ω0r2 感應(yīng)電流I＝＝ 電壓表示數(shù)UV＝I2R＝B1ω0r2 (2)電流I＝＝＝ 金屬棒CD受到的安培力F安＝B2IL＝，方向水平向左 重物離開地面之前受力平衡FN＋FT＝mg 當(dāng)F安≤μmg時即　t≤　FT＝0 所以FN＝mg 當(dāng)F安>μmg時即t> FT＝F安－μmg 所以FN＝mg－＋μmg 答案：(1)UV＝B1ω0r2　(2)見解析