2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案自主學(xué)習(xí)一 考綱解讀1. 理解計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)公式E=BLv和 的區(qū)別和聯(lián)系.2. 理解自感、渦流的產(chǎn)生,并能分析實(shí)際應(yīng)用.二雙基回扣1.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間段是（ ）A02s B24s C46s D610s2.如圖 所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒 ab 以水平初速度 v0 拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將 （ ）A、越來越大 B、越來越小 C、保持不變 D、無法確定3.如圖所示,L是自感系數(shù)

2、很大的線圈,但其電阻幾乎為零,A和B是兩只相同的小燈泡.下列說法中正確的有( ）A. 當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間,A、B兩燈同時(shí)亮,最后B燈熄滅B. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,A、B兩燈同時(shí)熄滅C. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低D. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,流經(jīng)燈泡B的電流是由a到b要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一：對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解例1.如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中.在t時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B.在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()A. B. C. D. 小結(jié)：甲乙練習(xí)1.如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈面積S=

3、200 cm2,線圈的電阻r=1 ,線圈外接一個(gè)阻值R=4 的電阻,把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是()A. 線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B. 電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大C. 線圈電阻r消耗的功率為410-4 WD. 前4 s內(nèi)通過R的電荷量為410-4 C例2.如圖所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng),直徑CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止,下列說法中正確的是()A. 感應(yīng)電流方向發(fā)生改變B.

4、 CD段直線始終不受安培力C. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E=BavD. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值=Bav小結(jié)：練習(xí)2.半徑為a、右端開小口的導(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開始,桿的位置由確定,如圖所示.則()A. =0時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2BavB. =時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BavC. =0時(shí),桿受到的安培力大小為D. =時(shí),桿受到的安培力大小為要點(diǎn)二：電磁感應(yīng)中有關(guān)電荷量的計(jì)算例3.如圖所示,相距L=0.4m、電阻不計(jì)的兩平行

5、光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值R=0.15的電阻相連,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.t=0時(shí)起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿導(dǎo)軌向右勻加速運(yùn)動(dòng).求:(1) t=1s時(shí)回路中的電流大小.(2) t=1s時(shí)外力F的大小.(3) 第1s內(nèi)通過棒的電荷量.小結(jié)：練習(xí)3.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(chǎng)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I1I2=21B. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1I2=12C. 線圈

6、中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=41D. 通過線圈某截面的電荷量之比q1q2=11練習(xí)4.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直.已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長(zhǎng)ab=1.0m、bc=0.5m,電阻r=2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B在01s內(nèi)從零均勻變化到0.2T. 在15s內(nèi)從0.2T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向.求:(1) 0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向.(2) 在15s內(nèi)通過線圈的電荷量q.要點(diǎn)三：自感和渦流例4.如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的直流電阻可以忽略，下列說法中正確的是（ ）A合上開關(guān)S接通電路時(shí)，A2先

7、亮，A1后亮，最后一樣亮B合上開關(guān)S接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C斷開開關(guān)S切斷電路時(shí)，A2立刻熄滅，A1過一會(huì)熄滅D斷開開關(guān)S切斷電路時(shí)，A1和A2都要過一會(huì)兒才熄滅小結(jié)：通電自感原因 斷電自感愿因練習(xí)5.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,其內(nèi)阻不可忽略,L1、L2是完全相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計(jì),電容器的電容為C.合上開關(guān)S,電路穩(wěn)定后()A. 電容器所帶電荷量為CEB. 燈泡L1、L2的亮度相同C. 在斷開S的瞬間,通過燈泡L1的電流方向向右D. 在斷開S的瞬間,燈泡L2立即熄滅甲乙練習(xí)6.圖甲、乙兩個(gè)電路中,A、B是兩個(gè)完全相同的電燈泡,兩個(gè)電源電動(dòng)勢(shì)相等,內(nèi)阻都是r,C為電容器,L

8、為電感線圈,電阻是RL,RL小于燈泡電阻R.下列說法中正確的是()A. 閉合開關(guān),A先亮后熄滅B. 閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后A比B亮C. 斷開開關(guān),A中電流立即為零D. 斷開開關(guān),B先變亮后再熄滅小結(jié)：例5.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(shí)間,下列措施可行的是(）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. 取走線圈中的鐵芯小結(jié)：渦流鞏固與提升：1. 金屬探測(cè)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場(chǎng)所,關(guān)于金屬探測(cè)器,下列說法中正確的是()A. 金屬探測(cè)器可用于食品生產(chǎn),防止細(xì)小的砂石顆粒混入食品中B. 金屬探測(cè)器

9、探測(cè)地雷時(shí),探測(cè)器的線圈中產(chǎn)生渦流C. 金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí),被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流D. 探測(cè)過程中金屬探測(cè)器與被測(cè)物體相對(duì)靜止與相對(duì)運(yùn)動(dòng)探測(cè)效果相同2. 如圖所示,L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為零,電路中A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,與A燈泡串聯(lián)接一個(gè)理想二極管D,則()A. 開關(guān)S閉合瞬間,A燈泡先亮B. 開關(guān)S閉合瞬間,A、B燈泡同時(shí)亮C. 開關(guān)S斷開瞬間,A燈泡逐漸熄滅,B燈泡立即熄滅D. 開關(guān)S斷開瞬間,B燈泡逐漸熄滅,A燈泡立即熄滅3.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

10、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.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為 ()A. ca,21B. ac,21 C. ac,12 D. ca,124. 鋪設(shè)海底金屬油氣管道時(shí),焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對(duì)焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱.將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中,當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時(shí)管道發(fā)熱.下列說法中正確的是()A. 管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的B. 感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的C. 感應(yīng)線圈中通以恒定電流時(shí)也能在管道中產(chǎn)生電流 D. 感應(yīng)線圈中通以正弦交變電流在管道中產(chǎn)生的渦流也是交變電流5. 如圖所示,兩條平行虛線之間存在

11、勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線間的距離為l.金屬圓環(huán)的直徑也是l.圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v穿過磁場(chǎng)區(qū)域.下列說法中錯(cuò)誤的是()A. 感應(yīng)電流先增大后減小再增大再減小B. 感應(yīng)電流先逆時(shí)針后順時(shí)針C. 金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右D. 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E=Blv6.低頻電渦流傳感器可用來測(cè)量自動(dòng)化生產(chǎn)線上金屬板的厚度.如圖所示,在線圈L1中通以低頻交變電流,它周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng),其正下方有一個(gè)與電表連接的線圈L2,金屬板置于L1、L2之間.當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)透過金屬板,L2中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.由于金屬板厚度不同,吸收電磁能量強(qiáng)弱不同,導(dǎo)致L2中感

12、應(yīng)電流的強(qiáng)弱不同.則 ()A. 金屬板吸收電磁能量,是由于穿過金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變化,板中產(chǎn)生渦流 B. 金屬板越厚,渦流越弱C. L2中產(chǎn)生的是直流電 D. L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的交變電流7.如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成=30角放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌上端M與P間連接R=0.30的電阻,長(zhǎng)L=0.40m、電阻r=0.10的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上.現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑,其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如下表所示,導(dǎo)軌電阻不計(jì),取g=10m/s2.求:時(shí)間t(s)00.100.200.300.400.500.600.70下滑距離x(m)00.020.080.150.250.350.450.55(1) 在00.4s時(shí)間內(nèi),通過金屬棒ab截面的電荷量.(2) 金屬棒的質(zhì)量.(3) 在00.7s時(shí)間內(nèi),金屬棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱.