2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習第9章《電磁感應(yīng)》2法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象課時作業(yè)新人教版.doc

2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習第9章電磁感應(yīng)2法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象課時作業(yè)新人教版一、選擇題1將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ENNS，顯然，感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)、磁通量的變化率有關(guān)，而與磁通量的大小無關(guān)，并且穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大，選項AB錯誤，C正確；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場變化的方向相反，即“增反減同”，選項D錯誤本題答案為C.【答案】C2(多選)(xx四川聯(lián)考)某合作探究學習小組在探究線圈中感應(yīng)電流的影響因素時，設(shè)計如圖所示的實驗裝置，讓一個閉合圓線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30角，磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，則下列說法中正確的是()A若把線圈的匝數(shù)增大一倍，線圈內(nèi)感應(yīng)電流大小不變B若把線圈的面積增大一倍，線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼?倍C改變線圈軸線與磁場方向的夾角大小，線圈內(nèi)感應(yīng)電流可能變?yōu)樵瓉淼?倍D把線圈的半徑增大一倍，線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼?倍【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律EnS可知，若線圈的匝數(shù)增大一倍，感應(yīng)電動勢與線圈的總電阻都增大一倍，線圈中的電流不變，A正確；若線圈的面積增大一倍，感應(yīng)電動勢增大一倍，但線圈的電阻增大，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流并不是原來的2倍，B錯誤；EnScos30，故無論如何改變線圈軸線與磁場的方向夾角，都不可能使線圈內(nèi)的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼?倍，C錯誤；若線圈的半徑增大一倍，則面積是原來的4倍，電阻是原來的2倍，線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼?倍，D正確【答案】AD3.(多選)如圖所示為新一代炊具電磁爐，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、無微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢所在電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當磁場的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物下列相關(guān)說法中正確的是()A鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的B恒定磁場越強，電磁爐的加熱效果越好C鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的D提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果【解析】由電磁感應(yīng)原理可知，鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的，提高磁場變化的頻率，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變大，可提高電磁爐的加熱效果，故C、D正確【答案】CD4.如圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅球在A點由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()AA、B兩點在同一水平線上BA點高于B點CA點低于B點D銅球?qū)⒆龅确鶖[動【解析】銅球進磁場和出磁場的過程中，都有渦流產(chǎn)生，阻礙銅球的擺動，從而有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A點高于B點，最終銅球?qū)⒃诖艌鲋凶龅确鶖[動，故選項B正確【答案】B5.(多選)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置，間距為L1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值為R10 的電阻一阻值為R10 的導體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運動，導體棒與導軌接觸良好；導軌所在平面存在磁感應(yīng)強度大小為B0.5 T，方向豎直向下的勻強磁場下列說法中正確的是()A導體棒ab中電流的流向為由b到aBcd兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為1 V【解析】導體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運動，由右手定則可判斷出導體棒ab中電流的流向為由a到b，A錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBLv2 V，感應(yīng)電流IE/2R0.1 A，cd兩端的電壓為U1IR1 V，B正確；由于de間沒有電流，cf間沒有電流，de兩端的電壓為零，fe兩端的電壓為1 V，C錯誤，D正確【答案】BD6(多選)在如圖甲所示電路中，螺線管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2.螺線管導線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示規(guī)律變化，則下列說法中正確的是()A螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 VB閉合開關(guān)S，電路中電流穩(wěn)定后，電阻R1消耗的功率為5102 WC電路中電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電D開關(guān)S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量為1.8105 C【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EnS，得E1.2 V，選項A錯；根據(jù)全電路歐姆定律I0.12 A，由PI2R1，得R1消耗的功率P5.76102 W，選項B錯；由楞次定律知選項C對；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時C板上所帶電荷量Q，電容器兩端的電壓UIR20.6 V，流經(jīng)R2的電荷量QCU1.8105 C，選項D對【答案】CD7(多選)(xx鎮(zhèn)江模擬)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和D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計的電源在t0時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為正方向，分別用I1、I2表示流過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(guān)系的是()【解析】電路穩(wěn)定時即t1時刻之前，I1>I2，電流方向均是從上到下；斷開開關(guān)S后，D1、D2、D3形成閉合回路，流過D1的電流方向不變，大小逐漸減小，流過D2的電流方向從下往上，即發(fā)生突變，其大小也突然增大到I1，并從I1逐漸減小到零，B、C正確【答案】BC8磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈當以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其Et關(guān)系如圖所示如果只將刷卡速度改為，線圈中的Et關(guān)系圖可能是()【解析】由Et圖象可知，刷卡速度為v0時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為E0，所用時間為t0；當刷卡速度變?yōu)闀r，根據(jù)EBlv可知，此時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值E，由于刷卡器及卡的長度未變，故刷卡時間變?yōu)?t0，D項正確【答案】D9.如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導體棒，可在ab與cd間滑動并接觸良好設(shè)磁感應(yīng)強度為B，ac長為L，在t時間內(nèi)向左勻速滑過距離d，由法拉第電磁感應(yīng)定律En可知，下列說法正確的是()A當ef向左滑動時，左側(cè)面積減少Ld，右側(cè)面積增加Ld，因此EB當ef向左滑動時，左側(cè)面積減少Ld，右側(cè)面積增加Ld，互相抵消，因此E0C在公式En中，在切割磁感線情況下，BS，S應(yīng)是導體棒切割磁感線掃過的面積，因此EBLd/tD在切割磁感線的情況下，只能用EBLv計算，不能用En計算【解析】本題中由于導體棒是勻速切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定的，因而任一時刻產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢等于平均感應(yīng)電動勢因此感應(yīng)電動勢有兩種求法，(1)由EBLvBL；(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律知E，式子中S為導體棒切割磁感線掃過的面積故C正確【答案】C10(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】根據(jù)題意，金屬杯產(chǎn)生了渦流使水溫度升高，要縮短加熱時間，應(yīng)使渦流增大根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，增加線圈匝數(shù)，提高交變電流的頻率，均可使渦流增大，選項A、B正確；換為瓷杯，不能產(chǎn)生渦流，選項C錯誤；取走鐵芯，使渦流減小，選項D錯誤【答案】AB二、非選擇題11.如圖所示，固定的光滑金屬導軌間距為L，導軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導軌平面與水平面的夾角為，且處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒與固定彈簧相連后放在導軌上初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有沿軌道向上的初速度v0.整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導軌平行(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向；(2)當導體棒第一次回到初始位置時，速度變?yōu)関，求此時導體棒的加速度大小a；(3)導體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep，求導體棒從開始運動直到停止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.【解析】(1)初始時刻，導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1BLv0通過R的電流大小I1電流方向為ba(2)回到初始位置時，導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2BLv感應(yīng)電流I2導體棒受到的安培力大小FBIL，方向沿斜面向上根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsinFma解得agsin(3)導體棒最終靜止，有：mgsinkx壓縮量x設(shè)整個過程回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q0，根據(jù)能量守恒定律，有：mvmgxsinEpQ0Q0mvEp電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QQ0【答案】(1)方向由b到a(2)gsin(3)12(xx江蘇聯(lián)考)如圖所示，不計電阻的U形導軌水平放置，導軌寬l0.5 m，左端連接阻值為0.4 的電阻R.在導軌上垂直于導軌放一阻值為0.1 的導體棒MN，并用水平輕繩通過定滑輪吊著質(zhì)量m2.4 g的重物，圖中L0.8 m開始時重物與水平地面接觸并處于靜止整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B00.5 T，并且以0.1 T/s的速度在增大不計摩擦阻力，求至少經(jīng)過多長時間才能將重物吊起？(g取10 m/s2)【解析】以MN為研究對象，有BIlFT；以重物為研究對象，有FTFNmg.由于B在增大，安培力BIl增大，繩的拉力FT增大，地面的支持力FN減小，當FN0時，重物將被吊起此時BIlmg又BB0t0.50.1t(T)由法拉第電磁感應(yīng)定律有：ELl由歐姆定律有：I將已知數(shù)據(jù)代入以上四式聯(lián)立解得t1 s.【答案】1 s13某同學設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示一個半徑為R0.1 m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B0.5 Ta點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時，測得U0.15 V(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g10 m/s2)(1)測U時，與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？(2)求此時鋁塊的速度大??；(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失【解析】(1)正極(2)由電磁感應(yīng)定律得UEBR2UBR2vrR，所以v2 m/s(3)Emghmv2E0.5 J【答案】(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J