《全程復(fù)習(xí)構(gòu)想2020高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)2法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流課時(shí)作業(yè)新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《全程復(fù)習(xí)構(gòu)想2020高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)2法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流課時(shí)作業(yè)新人教版(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流
一、選擇題(1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,6~9題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)
1.穿過一個(gè)內(nèi)阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量每秒均勻地減少2 Wb,則( )
A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒增加2 V
B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減少2 V
C.線圈中感應(yīng)電流每秒增加2 A
D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢不變,感應(yīng)電流也不變
解析:線圈的磁通量每秒均勻減少2 Wb,即其變化率的大?。? Wb/s恒定不變,故感應(yīng)電動(dòng)勢E==2 V恒定,電流I==2 A也恒定不變,選D.
答案:D
2.(2014江蘇高考)如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻
2、強(qiáng)磁場垂直,且一半處在磁場中.在Δt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)勢為( )
A. B.
C. D.
解析:線圈在磁場中的面積S=a2,穿過線圈的磁通量的變化量ΔΦ=2BS-BS=Ba2.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n得E=n,所以B正確.
答案:B
3.如圖所示,L1和L2是兩個(gè)相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈,其阻值與R相同.由于存在自感現(xiàn)象,在開關(guān)S接通和斷開時(shí),燈L1和L2先后亮暗的順序是( )
A.接通時(shí),L1先達(dá)最亮,斷開時(shí),L1后暗
B.接通時(shí),L2先達(dá)最亮,斷開時(shí),L2后暗
C.接通
3、時(shí),L1先達(dá)最亮,斷開時(shí),L1先暗
D.接通時(shí),L2先達(dá)最亮,斷開時(shí),L2先暗
解析:電路的連接是L1與L并聯(lián),L2與R并聯(lián)然后再串聯(lián)起來.開關(guān)閉合時(shí),由于線圈L的自感,阻礙電流的增加,所以大部分電流從L1中通過,L1燈先最亮.而斷開開關(guān)S時(shí),線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流的減弱,自感電流的方向與原電流同向,并且只能在L與L1的閉合回路中流過,這樣L1燈中有自感電流,所以它要比L2后暗.選項(xiàng)A正確.
答案:A
4.如圖所示,通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第1次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第2次將金屬框由位置Ⅰ翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,設(shè)兩次通過金屬框截面的電量分別為q1和q2,則(
4、 )
A.q1q2 D.q1≠0,q2=0
解析:磁通量是標(biāo)量,但也有正、負(fù)之分.此題若只注意磁通量的量值,而忽視其正、負(fù)的變化,將錯(cuò)選B.
設(shè)線圈在位置Ⅰ時(shí),通過線圈的磁通量為正且數(shù)值為Φ1,在位置Ⅱ時(shí)通過線圈的磁通量數(shù)值為Φ2,如圖所示.
由法拉第電磁感應(yīng)定律知E=,I=,q=IΔt得q=.第1次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,磁通量的變化量為ΔΦ=Φ1-Φ2;第2次將金屬框由位置Ⅰ翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,磁通量的變化量為ΔΦ=Φ1+Φ2.所以,第2次磁通量變化大,通過的電量多.選A.
答案:A
5.(2017廈門模擬)如圖所示,在均勻
5、磁場中有一由兩段圓弧及其半徑構(gòu)成的導(dǎo)線框CDEF,且C點(diǎn)和F點(diǎn)正好是OD、OE的中點(diǎn),圓的半徑OE和OD與磁場邊緣重合,磁場方向垂直于圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間均勻變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)過90過程中同樣大小的電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為( )
A. B.
C. D.
解析:設(shè)OE=2r,線框的電阻為R,該線框繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90,在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=.線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大
6、小隨時(shí)間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)90過程中同樣大小的電流,有I=,所以有=,故C對(duì),A、B、D錯(cuò).
答案:C
6.某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下,大小為4.510-5T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒:佣蔚膬砂?,河?00 m,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2 m/s.下列說法中正確的是( )
A.河北岸的電勢較高
B.河南岸的電勢較高
C.電壓表記錄的電壓為9 mV
D.電壓表記錄的電壓為5 mV
解析:海水在落潮時(shí)自西向東流,該過程可以理解為:自西向東運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒在切割豎直向下的磁場.根據(jù)右手定則,左岸即北岸是正極電勢高
7、,南岸電勢低,A對(duì).根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv=4.510-51002 V=910-3 V,C對(duì),選A、C.
答案:AC
7.如圖所示,圓形閉合線圈內(nèi)存在方向垂直紙面向外的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.0~1 s內(nèi)線圈的磁通量不斷增大
B.第4 s末的感應(yīng)電動(dòng)勢為0
C.0~1 s內(nèi)與2~4 s內(nèi)的感應(yīng)電流相等
D.0~1 s內(nèi)感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針
解析:0~1 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增大,磁通量不斷增大,選項(xiàng)A正確.第4 s末磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,但斜率不為零,感應(yīng)電動(dòng)勢不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.0~1 s內(nèi)與2~4 s內(nèi)斜率大小不相等,電動(dòng)勢不
8、相等,感應(yīng)電流不相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.用楞次定律判斷,感應(yīng)電流在0~1 s內(nèi)為順時(shí)針,選項(xiàng)D正確.
答案:AD
8.(2017合肥二模)如圖甲所示,一個(gè)匝數(shù)n=100的圓形導(dǎo)體線圈,面積S1=0.4 m2,電阻r=1 Ω.在線圈中存在面積S2=0.3 m2的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.有一個(gè)R=2 Ω的電阻,將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接,b端接地,則下列說法正確的是( )
A.圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=6 V
B.在0~4 s時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量q=6 C
C.設(shè)b端電勢為零,則a端的電勢φa=3 V
D.在
9、0~4 s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=18 J
解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=n,由圖乙結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可得k==T/s=0.15 T/s,將其代入可求E=4.5 V,A錯(cuò).設(shè)平均電流強(qiáng)度為,則q=Δt=Δt=nΔt=n,在0~4 s穿過圓形導(dǎo)體線圈的磁通量的變化量為ΔΦ=0.60.3 Wb-0=0.18 Wb,代入可解得q=6 C,B對(duì).0~4 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,圓形線圈內(nèi)磁通量增加,由楞次定律結(jié)合右手定則可得b點(diǎn)電勢高,a點(diǎn)電勢低,故C錯(cuò).由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化產(chǎn)生的電動(dòng)勢與電流均恒定,可得I==1.5 A,由焦耳定律可得Q=I2Rt=18 J,D對(duì).
答案:BD
9.如圖,足夠
10、長U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90),其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,NQ段電阻為R,導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí),棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中( )
A.運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為v/2
B.下滑的位移大小為
C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv
D.受到的最大安培力大小為
解析:棒沿導(dǎo)軌下滑做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),不是勻變速,因此≠v/2,A錯(cuò).因?yàn)閝=Δt=Δt==,所以沿斜面下滑位移s=,B對(duì).因
11、為速度變化,電動(dòng)勢變化,不始終為BLv,C錯(cuò).FA=BIl=Bl=,最大安培力為,D對(duì).選B、D.
答案:BD
二、非選擇題
10.(2015浙江理綜)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”,如圖甲所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡.線圈的水平邊長L=0.1 m,豎直邊長H=0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0 T,方向垂直線圈平面向里.線圈中通有可在0~2.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量.(重力加速度取g=10 m/s2)
(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg,
12、線圈的匝數(shù)N1至少為多少?
(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選N2=100匝、形狀相同的線圈,總電阻R=10 Ω.不接外電流,兩臂平衡.如圖乙所示,保持B0不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾萪=0.1 m.當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí),天平平衡,求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.
解析:(1)線圈受到安培力F=N1B0IL,天平平衡mg=N1B0IL,代入數(shù)據(jù)得N1=25匝.
(2)由電磁感應(yīng)定律得E=N2,E=N2Ld,由歐姆定律得I′=,線圈受到安培力F′=N2B0I′L,天平平衡,則m′g=NB0,代入數(shù)據(jù)可得=0.1 T/s.
13、
答案:(1)25匝 (2)0.1 T/s
11.如圖所示,長為L、電阻r=0.3 Ω、質(zhì)量m=0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌間距也是L,棒與導(dǎo)軌間接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌左端接有R=0.5 Ω的電阻,量程為0~3.0 A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上,量程為0~1.0 V的電壓表接在電阻R的兩端,垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面.現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移.當(dāng)金屬棒以v=2 m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí),觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏,而另一個(gè)電表未滿偏.問:
(1)此滿偏的電表是什么表?說明理由;
(2)拉動(dòng)金屬棒的外力
14、F多大?
(3)此時(shí)撤去外力F,金屬棒將逐漸慢下來,最終停止在導(dǎo)軌上.求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻R的電荷量.
解析:(1)電壓表滿偏.若電流表滿偏,則I=3 A,U=IR=1.5 V,大于電壓表量程.
(2)由功能關(guān)系得 Fv=I2(R+r),
而 I=,得 F=,
代入數(shù)據(jù)得 F= N=1.6 N
(3)由動(dòng)量定理得mΔv=BLΔt,
又因:q=Δt
即 mv=BLq.
由電磁感應(yīng)定律得 E=BLv,E=I(R+r).
由以上三式解得 q=,
代入數(shù)據(jù)得 q= C=0.25 C.
答案:(1)電壓表 (2)1.6 N (3)0.25 C
12.
15、(2017四川成都一診)如圖所示,水平桌面放置的U型金屬導(dǎo)軌,串接有電源,現(xiàn)將兩根質(zhì)量相等的裸導(dǎo)線L1和L2放在導(dǎo)軌邊緣上,方向與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌所在平面有一個(gè)方向向上的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)合上開關(guān)后,兩根導(dǎo)線便 向右運(yùn)動(dòng),并先后脫離導(dǎo)軌右端掉在水平地面上.測得它們落地點(diǎn)與導(dǎo)軌右端的水平距離分別為x1和x2求合上開關(guān)后.
(1)安培力對(duì)L1和L2所做的功W1和W2之比W1:W2是多少;
(2)通過L1和L2的電荷量q1:q2是多少.
解析:(1)通電后,安培力對(duì)金屬棒做功使之獲得速度v做平拋運(yùn)動(dòng),滿足
x=vt,h=gt2,則v=x.
W=mv2==.
安培力對(duì)L1和L2所做的功W1和W2之比為
W1:W2=x:x
(2)設(shè)通電時(shí)間為Δt,拋出速度v,由動(dòng)量定理有
F安Δt=mv-0,F(xiàn)安=BIl.
又因Q=IΔt,
通過棒的電荷量
ΔQ=IΔt== .
則依題意通過L1和L2的電荷量之比為
q1:q2=x1:x2
答案:(1)x:x (2)x1:x2