2022屆高考物理一輪復習 課時作業(yè)48 法拉第電磁感應定律 自感 渦流1(2018·河南洛陽一模)(多選)如圖所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數很大、直流電阻為零的自感線圈，則下列判斷正確的是()AS閉合瞬間，A燈和B燈同時亮BS閉合后電路穩(wěn)定前，B先亮一下再逐漸變暗，A逐漸變暗CS閉合電路穩(wěn)定后，A燈和B燈亮度相同DS閉合電路穩(wěn)定后，再斷開S時，A燈要亮一下再熄滅答案：AD解析：開關S閉合的瞬間，兩燈同時獲得電壓，所以A、B同時發(fā)光，選項A正確；由于線圈的電阻可以忽略，A燈逐漸被短路，流過A燈的電流逐漸減小，A燈逐漸變暗，直至熄滅，而流過B燈的電流增大，所以B燈變亮，選項B錯誤；結合B的分析可知，S閉合電路穩(wěn)定后，A燈熄滅，選項C錯誤；斷開開關S的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅，流過線圈的電流將要減小，產生自感電動勢，相當于電源，維持L中的電流逐漸減小，所以A燈要突然亮一下再熄滅，選項D正確2如圖所示的電路，開關原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時刻突然斷開開關S，則通過電阻R1中的電流I隨時間變化的圖線可能是下圖中的() 答案：D解析：開關S原來閉合時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，流過R1的電流方向向左，大小為I1.與R1并聯(lián)的R2和線圈L支路，電流I2的方向也是向左當某一時刻開關S突然斷開時，L中向左的電流要減小，由于自感現象，線圈L產生自感電動勢，在回路“LR1AR2”中形成感應電流，電流通過R1的方向與原來相反，變?yōu)橄蛴遥腎2開始逐漸減小到零，故選項D圖正確3(2018·河北邯鄲統(tǒng)考)如圖所示，有一接在電容器C兩端的單匝圓形導線回路，垂直于回路平面存在著垂直紙面向里的勻強磁場B，已知圓的半徑r5 cm，電容C20 F，當磁場B以4×102 T/s的變化率均勻增加時，則()A電容器a板帶正電，電荷量為2×109 CB電容器a板帶負電，電荷量為2×109 CC電容器b板帶正電，電荷量為4×109 CD電容器b板帶負電，電荷量為4×109 C答案：A解析：根據楞次定律知，感應電動勢的方向沿逆時針方向，則a極板帶正電，根據法拉第電磁感應定律得EnS4×102××52×104 V×104 V，則QCUCE2×105××104 C2×109 C，選項A正確，B、C、D錯誤4(2018·湖北七校聯(lián)考)(多選)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La2Lb，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減小，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Ba、b線圈中感應電動勢之比為21Ca、b線圈中感應電流之比為41Da、b線圈中電功率之比為81答案：AD解析：原磁場向里減小，根據楞次定律可知，感應電流的磁場與原磁場方向相同，因此感應電流的方向為順時針方向，選項A正確；根據法拉第電磁感應定律可知，EL2，而La2Lb，因此電動勢之比為41，選項B錯誤；線圈電阻R，故電阻之比為21，由閉合電路歐姆定律可知I，則電流之比為21，選項C錯誤；電功率PI2R，兩線圈電流之比為21，電阻之比為21，則電功率之比為81，選項D正確5(2018·重慶巴蜀中學一診)(多選)如圖所示，在線圈正上方放置一盛有冷水的金屬杯，現接通交流電源，幾分鐘后，杯中的水沸騰起來，t0時刻的電流方向已在圖中標出，且此時電流正在增大，則關于把水燒開的過程中發(fā)生的電磁感應現象的說法正確的有()A金屬杯中產生渦流，渦流的熱效應使水沸騰起來Bt0時刻，從上往下看，金屬杯中的渦流沿順時針方向Ct0時刻，從上往下看，金屬杯中的渦流沿逆時針方向D將交流電源斷開的瞬間，金屬杯中的渦流也瞬間消失答案：ACD解析：由于交流電在螺線管中產生變化的磁場，變化的磁場穿過金屬杯可以在金屬杯中產生變化的電場，從而產生渦流，使水沸騰，A正確；t0時刻電流從螺線管的上端流入且電流正在增大，則穿過金屬杯的磁場是向下增大的，所以根據楞次定律，感應電流的磁場方向一定是向上的，由安培定則可知，從上往下看，金屬杯中的渦流沿逆時針方向，故C正確，B錯誤；將交流電源斷開的瞬間，自感線圈中沒有形成自感回路，故不能產生斷電自感，所以金屬杯中的渦流也瞬間消失，D正確6. (2016·北京卷)如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直磁感應強度B隨時間均勻增大兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產生的感應電動勢分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響下列說法正確的是()AEaEb41，感應電流均沿逆時針方向BEaEb41，感應電流均沿順時針方向CEaEb21，感應電流均沿逆時針方向DEaEb21，感應電流均沿順時針方向答案：B解析：由法拉第電磁感應定律Er2，為常數，E與r2成正比，故EaEb41.磁感應強度B隨時間均勻增大，故穿過圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律知，感應電流產生的磁場方向與原磁場方向相反，垂直紙面向里，由安培定則可知，感應電流均沿順時針方向，故B項正確7如圖所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強磁場B中，繞過O點的軸以角速度沿逆時針方向勻速轉動，則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計)()A由c到d，I B由d到c，IC由c到d，I D由d到c，I答案：D解析：由右手定則可知通過電阻R的電流的方向是由d到c；而金屬圓盤產生的感應電動勢EBr2，所以通過電阻R的電流大小是I，選項D正確8如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r10 cm、電阻R1 、質量m1 kg的金屬環(huán)，以速度v10 m/s向一有界磁場滑去勻強磁場方向垂直于紙面向里，B0.5 T，從環(huán)剛進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)一共釋放了32 J的熱量，求：(1)此時圓環(huán)中電流的瞬時功率；(2)此時圓環(huán)運動的加速度答案：(1)0.36 W(2)0.06 m/s2，方向向左解析：(1)從開始進入磁場到有一半進入磁場過程中，由能量守恒定律得：mv2Qmv2，代入數據解得v6 m/s，此時的感應電動勢：EBLvB·2rv0.5×2×0.1×6 V0.6 V，圓環(huán)的瞬時功率P W0.36 W.(2)感應電流：I0.6 A，圓環(huán)受到的安培力為FBILBI·2r0.5×0.6×2×0.1 N0.06 N，由牛頓第二定律得：Fma，解得加速度為a m/s20.06 m/s2，由左手定則可知，安培力水平向左，則加速度向左能力提升9(2018·河北石家莊調研)如圖所示電路中，A、B、C為完全相同的三個燈泡，L是一直流電阻不可忽略的電感線圈a、b為線圈L的左右兩端點，原來開關S是閉合的，三個燈泡亮度相同將開關S斷開后，下列說法正確的是()Aa點電勢高于b點，A燈閃亮后緩慢熄滅Ba點電勢低于b點，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Ca點電勢高于b點，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Da點電勢低于b點，B、C燈不會閃亮只是緩慢熄滅答案：D解析：電路穩(wěn)定時，三個完全相同的燈泡亮度相同，說明流經三個燈泡的電流相等某時刻將開關S斷開，流經電感線圈的磁通量減小，其發(fā)生自感現象，相當于電源，產生和原電流方向相同的感應電流，故a點電勢低于b點電勢，三個燈不會閃亮只是緩慢熄滅，選項D正確10(2018·河北唐山摸底)(多選)如圖甲所示，一個匝數為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個阻值為R的電阻和一個理想電壓表將線圈放入垂直線圈平面指向紙內的磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示下列說法正確的是() A0t1時間內P點電勢低于Q點電勢B0t1時間內電壓表的讀數為Ct1t2時間內R上的電流為D0t2時間內線圈中的電流方向不變答案：BC解析：根據楞次定律可知：0t1時間內，線圈中感應電流的方向為逆時針，所以P點電勢高，A錯誤；該段時間內的感應電動勢En·Sn·S，而電壓表的讀數是路端電壓，所以U·E，B正確；t1t2時間內，感應電動勢Enn，感應電流I，C正確；t1t2時間內，感應電流的方向為順時針，D錯誤11在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數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，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化甲乙(1)求螺線管中產生的感應電動勢；(2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻R2的電功率；(3)S斷開后，求流經R2的電量答案：(1)1.2 V(2)7.2×102 W(3)1.8×105 C解析：(1)根據法拉第電磁感應定律EnnS1 500×20×104× V1.2 V.(2)根據全電路歐姆定律，有I A0.12 A根據PI2R2得P7.2×102 W.(3)S斷開后，流經R2的電量即為S閉合時C上所帶的電量Q電容器兩端的電壓UIR20.6 V流經R2的電量QCU1.8×105 C.12如圖所示，固定在勻強磁場中的水平導軌ab、cd的間距為L10.5 m，金屬棒ad與導軌左端bc的距離為L20.8 m，整個閉合回路的電阻為R0.2 ，磁感應強度為B01 T的勻強磁場豎直向下穿過整個回路ad桿通過滑輪和輕繩連接著一個質量為m0.04 kg的物體，不計一切摩擦，現使磁場以0.2 T/s的變化率均勻地增大求：(1)金屬棒上電流的方向；(2)感應電動勢的大??；(3)物體剛好離開地面的時間(取g10 m/s2)答案：(1)由a到d(2)0.08 V(3)5 s解析：(1)由楞次定律可以判斷出金屬棒上的電流方向是由a到d.(2)由法拉第電磁感應定律得：ES0.08 V.(3)物體剛要離開地面時，其受到的拉力Fmg，而拉力F又等于棒所受的安培力即mgF安BIL1其中BB0t，I，解得t5 s