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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案 自主學(xué)習(xí) 一． 考綱解讀 1. 理解計算感應(yīng)電動勢的兩個公式E=BLv和 的區(qū)別和聯(lián)系. 2. 理解自感、渦流的產(chǎn)生,并能分析實際應(yīng)用. 二．雙基回扣 1.穿過某線圈的磁通量隨時間的變化關(guān)系如圖所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時間段是（ ） A．0～2s　　　?? B．2～4s　　　??? C．4～6s　　　?? D．6～10s 2.如圖 所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒 ab 以水平初速度 v0 拋出，設(shè)運動的整個過程中棒的取向不變，且不計空氣阻力，則金屬棒在運動中產(chǎn)

2、生的感應(yīng)電動勢大小將 （ ） A、越來越大 B、越來越小 C、保持不變 D、無法確定 3.如圖所示,L是自感系數(shù)很大的線圈,但其電阻幾乎為零,A和B是兩只相同的小燈泡.下列說法中正確的有(　　 ） A. 當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間,A、B兩燈同時亮,最后B燈熄滅 B. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,A、B兩燈同時熄滅 C. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,a點電勢比b點電勢低 D. 當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間,流經(jīng)燈泡B的電流是由a到b 要點導(dǎo)學(xué) 要點一：對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 例1.如圖所示,一正

3、方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中.在Δt時間內(nèi),磁感應(yīng)強度的方向不變,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)電動勢為(　　) A. 　　　　　　　B. C. D. 小結(jié)： 甲 乙 練習(xí)1.如圖甲所示,一個圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈面積S=200 cm2,線圈的電阻r=1 Ω,線圈外接一個阻值R=4 Ω的電阻,把線圈放入一個方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是(　　) A. 線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向 B. 電阻R兩端的電

4、壓隨時間均勻增大 C. 線圈電阻r消耗的功率為4×10-4 W D. 前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4×10-4 C 例2.如圖所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達(dá)邊界開始到C點進(jìn)入磁場為止,下列說法中正確的是(　　) A. 感應(yīng)電流方向發(fā)生改變 B. CD段直線始終不受安培力 C. 感應(yīng)電動勢最大值E=Bav D. 感應(yīng)電動勢平均值=πBav 小結(jié)： 練習(xí)2.半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿,單位長度電阻均為R0.

5、圓環(huán)水平固定放置,整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由θ確定,如圖所示.則(　　) A. θ=0°時,桿產(chǎn)生的電動勢為2Bav B. θ=時,桿產(chǎn)生的電動勢為Bav C. θ=0°時,桿受到的安培力大小為 D. θ=時,桿受到的安培力大小為 要點二：電磁感應(yīng)中有關(guān)電荷量的計算 例3.如圖所示,相距L=0.4m、電阻不計的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值R=0.15Ω的電阻相連,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量

6、m=0.1kg、電阻r=0.05Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.t=0時起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿導(dǎo)軌向右勻加速運動.求: (1) t=1s時回路中的電流大小. (2) t=1s時外力F的大小. (3) 第1s內(nèi)通過棒的電荷量. 小結(jié)： 練習(xí)3.如圖所示,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強磁場區(qū)域,v1=2v2,在先后兩種情況下(　　) A. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=2∶1 B. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=1∶2 C. 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2=4∶1 D. 通過線圈某截面的電荷量之

7、比q1∶q2=1∶1 練習(xí)4.如圖所示,勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場垂直.已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長ab=1.0m、bc=0.5m,電阻r=2Ω. 磁感應(yīng)強度B在01s內(nèi)從零均勻變化到0.2T. 在15s內(nèi)從0.2T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場的正方向.求: (1) 0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向. (2) 在15s內(nèi)通過線圈的電荷量q. 要點三：自感和渦流 例4.如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的直流電阻可以忽略，下列說法中正確的是（ ） A．合上開關(guān)S接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣

8、亮 B．合上開關(guān)S接通電路時，A1和A2始終一樣亮 C．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A2立刻熄滅，A1過一會熄滅 D．?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時，A1和A2都要過一會兒才熄滅 小結(jié)：通電自感原因 斷電自感愿因 練習(xí)5.如圖所示,電源電動勢為E,其內(nèi)阻不可忽略,L1、L2是完全相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計,電容器的電容為C.合上開關(guān)S,電路穩(wěn)定后(　　) A. 電容器所帶電荷量為CE B. 燈泡L1、L2的亮度相同 C. 在斷開S的瞬間,通過燈泡L1的電流方向向右 D. 在斷開S的瞬間,燈泡L2立即熄滅 甲 乙 練習(xí)6.圖甲、乙兩個電路中

9、,A、B是兩個完全相同的電燈泡,兩個電源電動勢相等,內(nèi)阻都是r,C為電容器,L為電感線圈,電阻是RL,RL小于燈泡電阻R.下列說法中正確的是(　　) A. 閉合開關(guān),A先亮后熄滅 B. 閉合開關(guān),電路穩(wěn)定后A比B亮 C. 斷開開關(guān),A中電流立即為零 D. 斷開開關(guān),B先變亮后再熄滅 小結(jié)： 例5.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,下列措施可行的是(　?。? 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 小結(jié)：渦流 鞏固

10、與提升： 1. 金屬探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場所,關(guān)于金屬探測器,下列說法中正確的是(　　) A. 金屬探測器可用于食品生產(chǎn),防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分? B. 金屬探測器探測地雷時,探測器的線圈中產(chǎn)生渦流 C. 金屬探測器探測金屬時,被測金屬中感應(yīng)出渦流 D. 探測過程中金屬探測器與被測物體相對靜止與相對運動探測效果相同 2. 如圖所示,L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為零,電路中A、B是兩個完全相同的燈泡,與A燈泡串聯(lián)接一個理想二極管D,則(　　) A. 開關(guān)S閉合瞬間,A燈泡先亮 B. 開關(guān)S閉合瞬間,A、B燈泡同時亮 C. 開關(guān)S斷開瞬間,A燈泡逐漸熄滅,B

11、燈泡立即熄滅 D. 開關(guān)S斷開瞬間,B燈泡逐漸熄滅,A燈泡立即熄滅 3.如圖所示,在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1;若磁感應(yīng)強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為 (　　) A. c→a,2∶1 B. a→c,2∶1 C. a→c,1∶2 D. c→a,1∶2 4. 鋪設(shè)海底金屬油氣管道時,焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱.將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中,當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時管道發(fā)熱.下列說

12、法中正確的是(　　) A. 管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的 B. 感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的 C. 感應(yīng)線圈中通以恒定電流時也能在管道中產(chǎn)生電流 D. 感應(yīng)線圈中通以正弦交變電流在管道中產(chǎn)生的渦流也是交變電流 5. 如圖所示,兩條平行虛線之間存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,虛線間的距離為l.金屬圓環(huán)的直徑也是l.圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場,以垂直于磁場邊界的恒定速度v穿過磁場區(qū)域.下列說法中錯誤的是(　　) A. 感應(yīng)電流先增大后減小再增大再減小 B. 感應(yīng)電流先逆時針后順時針 C. 金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右 D. 進(jìn)入磁場時感應(yīng)電

13、動勢平均值E=πBlv 6.低頻電渦流傳感器可用來測量自動化生產(chǎn)線上金屬板的厚度.如圖所示,在線圈L1中通以低頻交變電流,它周圍會產(chǎn)生交變磁場,其正下方有一個與電表連接的線圈L2,金屬板置于L1、L2之間.當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變化磁場透過金屬板,L2中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.由于金屬板厚度不同,吸收電磁能量強弱不同,導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強弱不同.則 (　　) A. 金屬板吸收電磁能量,是由于穿過金屬板的磁場發(fā)生變化,板中產(chǎn)生渦流 B. 金屬板越厚,渦流越弱 C. L2中產(chǎn)生的是直流電 D. L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的交變電流 7.如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水

14、平面成θ=30°角放置,磁感應(yīng)強度B=1.00T的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌上端M與P間連接R=0.30Ω的電阻,長L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上.現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑,其下滑距離x與時間t的關(guān)系如下表所示,導(dǎo)軌電阻不計,取g=10m/s2.求: 時間t(s) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 下滑距離x(m) 0 0.02 0.08 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 (1) 在0~0.4s時間內(nèi),通過金屬棒ab截面的電荷量. (2) 金屬棒的質(zhì)量. (3) 在00.7s時間內(nèi),金屬棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱.