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1、（浙江專版）2022年高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 考點強化練28 法拉第電磁感應定律 自感1.(多選)如圖甲所示線圈的匝數n=100匝,橫截面積S=50 cm2,線圈總電阻r=10 ,沿軸向有勻強磁場,設圖示磁場方向為正,磁場的磁感應強度隨時間做如圖乙所示變化,則在開始的0.1 s內()A.磁通量的變化量為0.25 WbB.磁通量的變化率為2.510-2 Wb/sC.a、b間電壓為0D.在a、b間接一個理想電流表時,電流表的示數為0.25 A2.如圖所示,邊長為a的導線框abcd處于磁感應強度為B0的勻強磁場中,bc邊與磁場右邊界重合。現發(fā)生以下兩個過程:一是僅讓線框以垂直于邊界的速度

2、v勻速向右運動;二是僅使磁感應強度隨時間均勻變化。若導線框在上述兩個過程中產生的感應電流大小相等,則磁感應強度隨時間的變化率為()A.B.C.D.3.如圖所示,一個菱形的導體線框沿著自己的對角線勻速運動,穿過具有一定寬度的勻強磁場區(qū)域,已知對角線AC的長度為磁場寬度的兩倍且與磁場邊界垂直。下面對于線框中感應電流隨時間變化的圖象(電流以ABCD順序流向為正方向,從C點進入磁場開始計時)正確的是()4.(2017臺州聯(lián)考)(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示,線圈中通以一定頻率的正弦式交變電流,靠近待測工件時,工件內會產生渦流,同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化,下列說法正確的

3、是()A.渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B.渦流的頻率等于通入線圈的交變電流頻率C.通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D.待測工件可以是塑料或橡膠制品5.如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成,匝數均為10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應強度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則()A.兩線圈內產生順時針方向的感應電流B.a、b線圈中感應電動勢之比為91C.a、b線圈中感應電流之比為34D.a、b線圈中電功率之比為316.如圖所示,金屬棒ab置于水平放置的金屬導體框架cdef上,棒ab與框架接觸良好。從某一時刻開始,給這個空

4、間施加一個斜向上的勻強磁場,并且磁場均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場均勻增加的過程中,關于ab棒受到的摩擦力,下列說法正確的是()A.摩擦力大小不變,方向向右B.摩擦力變大,方向向右C.摩擦力變大,方向向左D.摩擦力變小,方向向左7.現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關按如圖所示連接。下列說法正確的是()A.開關閉合后,線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉B.線圈A插入線圈B中后,開關閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉C.開關閉合后,滑動變阻器的滑片P勻速滑動,會使電流計指針靜止在中央零刻度D.開關閉合后,只有滑動變阻器的滑片P加速滑動,電流計指針才能偏轉8.如圖所示

5、,均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉動半周,在線框中產生感應電流?，F使線框保持圖中所示位置,磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流,磁感應強度隨時間的變化率的大小,下列選項正確的是()A.B.C.D.9.(多選)如圖所示,水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里的、磁感應強度大小為B的勻強磁場中,一個半徑為L、質量為m的半圓形硬導體AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由靜止開始運動距離d后速度達

6、到v,半圓形硬導體AC的電阻為r,其余電阻不計。下列說法正確的是()A.此時AC兩端電壓為UAC=2BLvB.此時AC兩端電壓為UAC=C.此過程中電路產生的電熱為Q=Fd-mv2D.此過程中通過電阻R0的電荷量為q=10.如圖所示,半徑R=0.2 m的圓形金屬導軌固定在水平面上,一根長也為R的金屬棒一端與導軌接觸良好,另一端固定在圓心處的導電轉軸上。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度B=2 T。一對長L=0.2 m的金屬板A、B水平放置,兩板間距d=0.1 m。從導軌引出導線與上板連接,通過電刷從轉軸引出導線與下板連接。有一質量m=1.010-5 kg,電荷量q=-

7、5.010-6 C的微粒,以v0=2 m/s的速度從兩板正中水平射入。求:(1)金屬棒轉動角速度多大時,微粒能做勻速直線運動?(2)金屬棒轉動角速度至少多大時,微粒會碰到上極板A?11.如圖所示,兩個完全相同的線圈從同一高度自由下落,途中在不同高度處通過兩個寬度為d、磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域后落到水平地面上。設兩線圈著地時動能分別為Eka和Ekb,通過磁場區(qū)域的過程中流過線圈導線橫截面的總電荷量分別為qa和qb,則下列判斷正確的有()A.Eka=Ekb、qaEkb、qaqbC.EkaEkb、qa=qbD.EkaEkb、qa=qb12.(多選)如圖所示,不計電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑

8、、豎直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很小。質量為0.2 kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間,與金屬框接觸良好并圍成邊長為1 m的正方形,其有效電阻為0.1 。此時在整個空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強磁場,磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t) T,圖示磁場方向為正方向?？颉醢搴蜅U不計形變。則()A.t=1 s時,金屬桿中感應電流方向從C至DB.t=3 s時,金屬桿中感應電流方向從D至CC.t=1 s時,金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 ND.t=3 s時,金屬桿對擋板H的壓力大小為1.2 N13.如圖所示,光滑導軌固定在水平面上,間距為l,其左端

9、接一電阻為R、額定電壓為U的燈泡,其阻值可視作恒定。在虛線MN的右側存在豎直向下的、大小為B的勻強磁場。現在MN左側的適當位置垂直導軌放置一根電阻為r的導體棒。棒在恒定的外力F的作用下,向右做加速運動,在進入磁場時,恰使燈泡正常發(fā)光,隨后燈泡逐漸變暗,最終穩(wěn)定在一個不到正常發(fā)光的亮度。則:(1)導體棒進入磁場的速度多大?(2)燈泡亮度穩(wěn)定時的導體棒速度是多少?考點強化練28法拉第電磁感應定律自感1.BD通過線圈的磁通量與線圈的匝數無關,若設2=B2S為正,則線圈中磁通量的變化量為=B2S-(-B1S),代入數據即=(0.1+0.4)5010-4 Wb=2.510-3 Wb,A錯;磁通量的變化率

10、 Wb/s=2.510-2 Wb/s,B正確;根據法拉第電磁感應定律可知,當a、b間斷開時,其間電壓等于線圈產生的感應電動勢,感應電動勢大小為E=n=2.5 V且恒定,C錯;在a、b間接一個理想電流表時相當于a、b間接通而形成回路,回路總電阻即為線圈的總電阻,故感應電流大小I= A=0.25 A,D正確。2.B線框以垂直于邊界的速度v勻速向右運動時,根據法拉第電磁感應定律有E=B0av,感應電流為I=。磁感應強度隨時間均勻變化,E=a2,E=IR,聯(lián)立得a2=B0av,得。3.B利用“增反減同”,線框從進入磁場到穿過線框的磁通量最大的過程中,電流沿逆時針方向,且先增大后減小;從穿過線框的磁通量

11、最大的位置到離開磁場的過程中,電流沿順時針方向,且先增大后減小。設C為,剛進入磁場時的切割有效長度為2tanvt,所以電流與t成正比,只有B項正確。4.ABC根據楞次定律知,感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,故渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化,選項A正確;感應電流的頻率與原電流的頻率是相同的,渦流的頻率等于通入線圈的交變電流頻率,選項B正確;因為線圈交變電流是周期性變化的,故在工件中引起的交變電流也是周期性變化的,可知通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力,選項C正確;電磁感應只能發(fā)生在金屬物體上,故待測工件只能是金屬制品,選項D錯誤。5.B由楞次定律可判斷,兩線

12、圈中產生的感應電流均沿逆時針方向,選項A錯誤;由E=nS,S=l2,R=,I=,P=,可知EaEb=91,IaIb=31,PaPb=271,選項B正確,選項C、D錯誤。6.B由法拉第電磁感應定律和安培定則知,ab中產生的電流的大小恒定,方向由b到a,由左手定則,ab受到的安培力方向向左下方,F=BIL,由于B均勻變大,F變大,F的水平分量Fx變大,靜摩擦力Ff=Fx變大,方向向右,B正確。7.A開關閉合后,線圈A插入或拔出都會引起穿過線圈B的磁通量變化,從而引起電流計指針偏轉,A正確;線圈A插入線圈B中后,開關閉合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會發(fā)生變化,電流計指針會偏轉,B錯誤;開關閉合后,滑

13、動變阻器的滑片P無論勻速滑動還是加速滑動,都會導致線圈A的電流發(fā)生變化,繼而引起通過線圈B的磁通量變化,電流計指針都會發(fā)生偏轉,C、D錯誤。8.C線框轉動產生電流I1=;線框中磁場變化產生的感應電流I2=,要使二者相等,需,故C項正確。9.BDAC的感應電動勢為E=2BLv,兩端電壓為UAC=,A錯,B對;由功能關系得Fd=mv2+Q+Q摩,C錯;此過程中平均感應電流為I=,通過電阻R0的電荷量為q=It=,D對。10.答案 (1)50 rad/s(2)100 rad/s解析 (1)根據法拉第電磁感應定律可得:U=BR2根據平衡條件可得mg=qE因為E=所以mg=qBR2,解出=50 rad/

14、s。(2)微粒恰好碰到上面金屬板邊緣時,微粒向上的加速度大小為a()2a=10 m/s2B1R2-mg=ma解得1=100 rad/s。11.C令線圈電阻為R,切割磁感線的邊長為L,所以兩線圈在進、出磁場時產生的安培力為F=,因兩線圈在進、出磁場時對應速度滿足vaEkb;而線圈在通過磁場區(qū)域的過程中流過線圈導線橫截面的總電荷量為q=t=t=,即qa=qb,C對。12.AC由楞次定律的“增反減同”的原理,可判斷出t=1 s時金屬桿中的電流方向時從C到D,A選項正確;t=3 s時磁場反向增強,金屬桿中的電流方向仍是從C到D,B選項錯誤;由法拉第電磁感應定律E=0.1 V,感應電流為I=1 A,當t=1 s時,B1=0.2 T,安培力F1=ILB1,方向斜向右上方,則金屬桿受到P的彈力FN1=ILB1sin 30=0.1 N,故C選項正確;當t=3 s時,B2=-0.2 T,安培力F2=ILB2,方向斜向右下方,則金屬桿受到H的彈力FN2=ILB2sin 30=0.1 N,故D選項錯誤。13.答案 (1)(2)解析 (1)令金屬棒進入磁場時的速度為v,由于燈泡正常發(fā)光,有E=BLv,U=E解得v=。(2)令金屬棒最終穩(wěn)定速度為v,由于穩(wěn)定時導體棒將勻速,有E=BLvI=F=BIL=解得v=。