2019-2020年高三物理一輪總復(fù)習(xí)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(shí)作業(yè)新人教版一、選擇題1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)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(xiàng)AB錯(cuò)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(xiàng)D錯(cuò)誤本題答案為C.【答案】C2(多選)(xx四川聯(lián)考)某合作探究學(xué)習(xí)小組在探究線圈中感應(yīng)電流的影響因素時(shí)，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓一個(gè)閉合圓線圈放在勻強(qiáng)磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)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(cuò)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(cuò)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(dāng)磁場的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時(shí)，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(qiáng)，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(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場，銅球在A點(diǎn)由靜止釋放，向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()AA、B兩點(diǎn)在同一水平線上BA點(diǎn)高于B點(diǎn)CA點(diǎn)低于B點(diǎn)D銅球?qū)⒆龅确鶖[動【解析】銅球進(jìn)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A點(diǎn)高于B點(diǎn)，最終銅球?qū)⒃诖艌鲋凶龅确鶖[動，故選項(xiàng)B正確【答案】B5.(多選)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)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(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.5 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場下列說法中正確的是()A導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到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(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動，由右手定則可判斷出導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒩到b，A錯(cuò)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(cuò)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(dǎo)線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)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(xiàng)A錯(cuò)；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(xiàng)B錯(cuò)；由楞次定律知選項(xiàng)C對；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時(shí)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(xiàng)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(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2和D3是三個(gè)完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源在t0時(shí)刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時(shí)刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時(shí)流過D1、D2的電流方向?yàn)檎较?，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(shí)間t變化關(guān)系的是()【解析】電路穩(wěn)定時(shí)即t1時(shí)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(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，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(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為E0，所用時(shí)間為t0；當(dāng)刷卡速度變?yōu)闀r(shí)，根據(jù)EBlv可知，此時(shí)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(shí)間變?yōu)?t0，D項(xiàng)正確【答案】D9.如圖所示，矩形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab與cd間滑動并接觸良好設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ac長為L，在t時(shí)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(dāng)ef向左滑動時(shí)，左側(cè)面積減少Ld，右側(cè)面積增加Ld，因此EB當(dāng)ef向左滑動時(shí)，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(dǎo)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(jì)算，不能用En計(jì)算【解析】本題中由于導(dǎo)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(shí)刻產(chǎn)生的瞬時(shí)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(dǎo)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(shí)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(shí)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(xiàng)A、B正確；換為瓷杯，不能產(chǎn)生渦流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取走鐵芯，使渦流減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AB二、非選擇題11.如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0.整個(gè)運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)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(dǎo)軌平行(1)求初始時(shí)刻通過電阻R的電流I的大小和方向；(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)，速度變?yōu)関，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a；(3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep，求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)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(shí)刻，導(dǎo)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?yàn)閎a(2)回到初始位置時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E2BLv感應(yīng)電流I2導(dǎo)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(dǎo)體棒最終靜止，有：mgsinkx壓縮量x設(shè)整個(gè)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(jì)電阻的U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌寬l0.5 m，左端連接阻值為0.4 的電阻R.在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放一阻值為0.1 的導(dǎo)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(shí)重物與水平地面接觸并處于靜止整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B00.5 T，并且以0.1 T/s的速度在增大不計(jì)摩擦阻力，求至少經(jīng)過多長時(shí)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(dāng)FN0時(shí)，重物將被吊起此時(shí)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(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示一個(gè)半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)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(gè)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(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 Ta點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過電刷與O端相連測量a、b兩點(diǎn)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(shí)，測得U0.15 V(細(xì)線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g10 m/s2)(1)測U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？(2)求此時(shí)鋁塊的速度大小；(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)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