【名師一號】2020屆高三物理一輪復習 9-2 法拉第電磁感應定律　自感現(xiàn)象課時檢測 新人教版

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1、第二講　法拉第電磁感應定律　自感現(xiàn)象 1.一個矩形線圈，在勻強磁場中繞一個固定軸做勻速轉(zhuǎn)動，當線圈處于如圖所示位置時，此線圈(　　) A．磁通量最大，磁通量變化率最大，感應電動勢最小 B．磁通量最大，磁通量變化率大，感應電動勢最大 C．磁通量最小，磁通量變化率最大，感應電動勢最大 D．磁通量最小，磁通量變化率最小，感應電動勢最小 解析　這時線圈平面與磁場方向平行，磁通量為零，磁通量的變化率最大． 答案　C 2．一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感應強度在1 s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍．接著保持增大后的磁感應強度不變，在1 s時

2、間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半．先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為(　　) A.　　　　　　　　　　　 B．1 C. 2 D．4 解析　根據(jù)法拉第電磁感應定律E＝＝，設初始時刻磁感應強度為B0，線圈面積為S0，則第一種情況下的感應電動勢為E1＝＝＝B0S0；則第二種情況下的感應電動勢為E2＝＝＝B0S0，所以兩種情況下線圈中的感應電動勢相等，比值為1，故選項B正確． 答案　B 3.如圖所示，A線圈接一靈敏電流計，B線框放在勻強磁場中，B線框的電阻不計，具有一定電阻的導體棒可沿線框無摩擦滑動．現(xiàn)用一恒力F向右拉CD由靜止開始運動，B線框足夠長，則通過電流計中的電流

3、方向和大小變化是(　　) A．G中電流向上，強度逐漸增強 B．G中電流向下，強度逐漸增強 C．G中電流向上，強度逐漸減弱，最后為零 D．G中電流向下，強度逐漸減弱，最后為零 解析　恒力F向右拉CD由靜止開始運動時，經(jīng)過CD的電流方向為D→C，由安培定則及楞次定律可知G中電流向下；水平方向上F－＝ma，導體棒的加速度逐漸減小，故回路中電流的變化率減小，G中感應電流減弱；當F＝時，導體棒中電流恒定，則G中感應電流為零，選項D正確． 答案　D 4.如圖所示的電路中，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2、D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計的電源．在t＝0時刻，閉合

4、開關S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關S.規(guī)定閉合開關S，并且電路穩(wěn)定時通過D1、D2的電流方向為正方向，分別用I1、I2表示通過D1和D2的電流，則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關系的是(　　) 解析　開關閉合時自感線圈產(chǎn)生自感電動勢對電流有阻礙作用，通過D1的電流逐漸增大，最后穩(wěn)定，當開關斷開時通過D1的電流方向不變，且逐漸減小，選項A、B錯誤；開關閉合時D2兩端的電壓不變，故通過的電流不變，斷開開關時通過D2的電流與原方向相反，故選項C正確，D錯誤． 答案　C 5.如圖所示，L1、L2、L3為三個完全相同的燈泡，L為直流電阻可忽略的自感線圈，電源的內(nèi)阻不計，開關S原來接通

5、．當把開關S斷開時，下列說法正確的是(　　) A．L1閃一下后熄滅 B．L2閃一下后恢復到原來的亮度 C．L3變暗一下后恢復到原來的亮度 D．L3閃一下后恢復到原來的亮度 解析　S閉合后，通過各燈的電流穩(wěn)定時，L1不亮，通過L2、L3的電流均為I＝，而通過自感線圈L的電流為2I.S斷開的瞬間，自感線圈L上的電流全部通過L3，所以這一瞬間通過L3的電流突變?yōu)?I，故L3會閃亮一下；穩(wěn)定后通過L3的電流依然為，而穩(wěn)定后通過L1、L2的電流均為. 答案　D 二、多項選擇題 6．某地的地磁場磁感應強度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10－5T．一靈敏電壓表連接在當?shù)厝牒：佣蔚膬砂?/p>

6、，河寬100m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導體)流過．設落潮時，海水自西向東流，流速為2m/s.下列說法正確的是(　　) A．電壓表記錄的電壓為5mV B．電壓表記錄的電壓為9mV C．河南岸的電勢較高 D．河北岸的電勢較高 解析　可以將海水視為垂直河岸方向放置的導體平動切割地磁場的磁感線產(chǎn)生感應電動勢，由E＝BLv＝9mV，B項正確；由右手定則可知，感應電流方向由南向北，故河北岸的電勢較高，D項正確． 答案　BD 7．如圖所示，為早期制作的發(fā)電機及電動機的示意圖，A盤和B盤分別是兩個可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的銅盤，用導線將A盤的中心和B盤的邊緣連接起來，用另一根導線將B盤的中心和A

7、盤的邊緣連接起來．當A盤在外力作用下轉(zhuǎn)動起來時，B盤也會轉(zhuǎn)動．則下列說法中正確的是(　　) A．不斷轉(zhuǎn)動A盤就可以獲得持續(xù)的電流，其原因是將整個銅盤看成沿徑向排列的無數(shù)根銅條，它們做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電動勢 B．當A盤轉(zhuǎn)動時，B盤也能轉(zhuǎn)動的原因是電流在磁場中受到力的作用，此力對轉(zhuǎn)軸有力矩 C．當A盤順時針轉(zhuǎn)動時，B盤逆時針轉(zhuǎn)動 D．當A盤順時針轉(zhuǎn)動時，B盤也順時針轉(zhuǎn)動 解析　將圖中銅盤A所在的一組裝置作為發(fā)電機模型，銅盤B所在的一組裝置作為電動機模型，這樣就可以簡單地把銅盤等效為由圓心到圓周的一系列銅條，處在磁場中的銅條在做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電動勢，進而分析可得B盤中

8、通電銅條在磁場中受力的作用． 答案　ABC 8．如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是(　　) A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快 C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大 解析　線圈中通高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流的大小與感應電動勢有關，電流變化的頻率越高，電流變化得

9、越快，感應電動勢就越大，A選項正確；工件上焊縫處的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量就多，D選項正確． 答案　AD 9．某同學學習了日光燈工作原理以后，設計了四個原理圖，其中S1為啟動器，S2為開關，L為鎮(zhèn)流器，能使日光燈正常發(fā)光且合理的是(　　) 解析　根據(jù)日光燈的工作原理可知選項C正確． 答案　C 10.電磁爐是應用電磁感應原理進行加熱工作的，是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進電子炊具．其工作過程如下：電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌^音頻的高頻交流電，將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加熱線圈上，由此產(chǎn)生高頻交變磁場．其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋．

10、在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應就有強大的渦流產(chǎn)生．渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動時完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源．下列敘述中正確的是(　　) A．電磁爐加熱食物的過程中涉及的原理有電磁感應、電流的磁效應和熱效應等 B．被加熱的鍋體不能是陶瓷鍋，但鋁鍋、銅鍋是可以的 C．被加熱的鍋體必須是鐵質(zhì)等電阻率較大鍋體 D．若在鍋底和電磁爐中間放一紙板，電磁爐將不能起到加熱作用 解析　鋁鍋、銅鍋的電阻率小、電熱少、效率低，選項B錯誤；線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應電流，利用電流的熱效應仍起到加熱的作用，選項D錯誤，正確答案為A、C. 答案　AC 11．如圖所示，勻強

11、磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導線做成一邊長為l的方框，將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中．求： (1)導線中感應電流的大??； (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率． 解析　(1)導線框的感應電動勢為ε＝ ① ΔΦ＝l2ΔB ② 導線框中的電流為I＝ ③ 式中R是導線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有 R＝ρ

12、 ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得I＝. ⑤ (2)導線框所受磁場的作用力的大小為f＝Bil ⑥ 它隨時間的變化率為＝Il ⑦ 由⑤⑦式得＝. 答案　(1) (2) 12．如圖，寬度L＝0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應強度大小B＝0.4T，方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布．將質(zhì)量m＝0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置的框架上，并與框架接觸良好．以P為坐標原點

13、，PQ方向為x軸正方向建立坐標系．金屬棒從x0＝1m處以v0＝2m/s的初速度，沿x軸負方向做a＝2m/s2的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用．求： (1)金屬棒ab運動0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q； (2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關系； (3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4s過程中通過ab的電量q，某同學解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運動距離s，以及0.4 s時回路內(nèi)的電阻R，然后代入q＝＝求解．指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結果． 解析　(1)金屬棒僅受安培力作用，其大小 F＝ma＝0.1×2 N＝0.2N 金屬棒運動0.5m，框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功 所以Q＝Fs＝0.2×0.5J＝0.1J. (2)金屬棒所受安培力為 F＝BIL I＝＝ 所以F＝v＝ma 由于棒做勻減速直線運動v＝ 所以R＝ ＝ ＝0.4. (3)錯誤之處是把0.4 s時回路內(nèi)的電阻R代入q＝進行計算． 正確的解法是q＝It 因為F＝BIL＝ma 所以q＝t＝×0.4 C＝0.4 C. 答案　(1)0.1 J (2)R＝0.4 (3)見解析