【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 9-2 法拉第電磁感應(yīng)定律　自感現(xiàn)象課時(shí)檢測(cè) 新人教版

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1、第二講　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感現(xiàn)象 1.一個(gè)矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈處于如圖所示位置時(shí)，此線圈(　　) A．磁通量最大，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 B．磁通量最大，磁通量變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C．磁通量最小，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．磁通量最小，磁通量變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 解析　這時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)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(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)

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(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為(　　) A.　　　　　　　　　　　 B．1 C. 2 D．4 解析　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，線圈面積為S0，則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝＝＝B0S0；則第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝＝＝B0S0，所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為1，故選項(xiàng)B正確． 答案　B 3.如圖所示，A線圈接一靈敏電流計(jì)，B線框放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B線框的電阻不計(jì)，具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動(dòng)．現(xiàn)用一恒力F向右拉CD由靜止開始運(yùn)動(dòng)，B線框足夠長(zhǎng)，則通過電流計(jì)中的電流

3、方向和大小變化是(　　) A．G中電流向上，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng) B．G中電流向下，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng) C．G中電流向上，強(qiáng)度逐漸減弱，最后為零 D．G中電流向下，強(qiáng)度逐漸減弱，最后為零 解析　恒力F向右拉CD由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過CD的電流方向?yàn)镈→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(dǎo)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(yīng)電流減弱；當(dāng)F＝時(shí)，導(dǎo)體棒中電流恒定，則G中感應(yīng)電流為零，選項(xiàng)D正確． 答案　D 4.如圖所示的電路中，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2、D3是三個(gè)完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源．在t＝0時(shí)刻，閉合

4、開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時(shí)刻斷開開關(guān)S.規(guī)定閉合開關(guān)S，并且電路穩(wěn)定時(shí)通過D1、D2的電流方向?yàn)檎较?，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(shí)間t變化關(guān)系的是(　　) 解析　開關(guān)閉合時(shí)自感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流有阻礙作用，通過D1的電流逐漸增大，最后穩(wěn)定，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)通過D1的電流方向不變，且逐漸減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開關(guān)閉合時(shí)D2兩端的電壓不變，故通過的電流不變，斷開開關(guān)時(shí)通過D2的電流與原方向相反，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 答案　C 5.如圖所示，L1、L2、L3為三個(gè)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(jì)，開關(guān)S原來接通

5、．當(dāng)把開關(guān)S斷開時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．L1閃一下后熄滅 B．L2閃一下后恢復(fù)到原來的亮度 C．L3變暗一下后恢復(fù)到原來的亮度 D．L3閃一下后恢復(fù)到原來的亮度 解析　S閉合后，通過各燈的電流穩(wěn)定時(shí)，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(huì)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(xiàng)選擇題 6．某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)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(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?/p>

6、，河寬100m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過．設(shè)落潮時(shí)，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(shì)較高 D．河北岸的電勢(shì)較高 解析　可以將海水視為垂直河岸方向放置的導(dǎo)體平動(dòng)切割地磁場(chǎng)的磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由E＝BLv＝9mV，B項(xiàng)正確；由右手定則可知，感應(yīng)電流方向由南向北，故河北岸的電勢(shì)較高，D項(xiàng)正確． 答案　BD 7．如圖所示，為早期制作的發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的示意圖，A盤和B盤分別是兩個(gè)可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤，用導(dǎo)線將A盤的中心和B盤的邊緣連接起來，用另一根導(dǎo)線將B盤的中心和A

7、盤的邊緣連接起來．當(dāng)A盤在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來時(shí)，B盤也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)．則下列說法中正確的是(　　) A．不斷轉(zhuǎn)動(dòng)A盤就可以獲得持續(xù)的電流，其原因是將整個(gè)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(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B．當(dāng)A盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B盤也能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是電流在磁場(chǎng)中受到力的作用，此力對(duì)轉(zhuǎn)軸有力矩 C．當(dāng)A盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．當(dāng)A盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B盤也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析　將圖中銅盤A所在的一組裝置作為發(fā)電機(jī)模型，銅盤B所在的一組裝置作為電動(dòng)機(jī)模型，這樣就可以簡(jiǎn)單地把銅盤等效為由圓心到圓周的一系列銅條，處在磁場(chǎng)中的銅條在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而分析可得B盤中

8、通電銅條在磁場(chǎng)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(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)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?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 解析　線圈中通高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化得

9、越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，A選項(xiàng)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(xiàng)正確． 答案　AD 9．某同學(xué)學(xué)習(xí)了日光燈工作原理以后，設(shè)計(jì)了四個(gè)原理圖，其中S1為啟動(dòng)器，S2為開關(guān)，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(xiàng)C正確． 答案　C 10.電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱工作的，是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進(jìn)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(yīng)加熱線圈上，由此產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)．其磁力線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于金屬鍋．

10、在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生．渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)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(yīng)、電流的磁效應(yīng)和熱效應(yīng)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(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)仍起到加熱的作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，正確答案為A、C. 答案　AC 11．如圖所示，勻強(qiáng)

11、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率＝k，k為負(fù)的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的方框，將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中．求： (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??； (2)磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率． 解析　(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε＝ ① ΔΦ＝l2ΔB ② 導(dǎo)線框中的電流為I＝ ③ 式中R是導(dǎo)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(dǎo)線框所受磁場(chǎng)的作用力的大小為f＝Bil ⑥ 它隨時(shí)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(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)

13、，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)系．金屬棒從x0＝1m處以v0＝2m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a＝2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用．求： (1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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(guān)系； (3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過程中通過ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q＝＝求解．指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)v＝ 所以R＝ ＝ ＝0.4. (3)錯(cuò)誤之處是把0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入q＝進(jìn)行計(jì)算． 正確的解法是q＝It 因?yàn)镕＝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