課時(shí)作業(yè)(四十八)法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流 基礎(chǔ)訓(xùn)練1(2018·河南洛陽(yáng)一模)(多選)如圖所示，電路中A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線(xiàn)圈，則下列判斷正確的是()AS閉合瞬間，A燈和B燈同時(shí)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(kāi)S時(shí)，A燈要亮一下再熄滅答案：AD解析：開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間，兩燈同時(shí)獲得電壓，所以A、B同時(shí)發(fā)光，選項(xiàng)A正確；由于線(xiàn)圈的電阻可以忽略，A燈逐漸被短路，流過(guò)A燈的電流逐漸減小，A燈逐漸變暗，直至熄滅，而流過(guò)B燈的電流增大，所以B燈變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；結(jié)合B的分析可知，S閉合電路穩(wěn)定后，A燈熄滅，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅，流過(guò)線(xiàn)圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)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(xiàng)D正確2如圖所示的電路，開(kāi)關(guān)原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時(shí)刻突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則通過(guò)電阻R1中的電流I隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)可能是下圖中的() 答案：D解析：開(kāi)關(guān)S原來(lái)閉合時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，流過(guò)R1的電流方向向左，大小為I1.與R1并聯(lián)的R2和線(xiàn)圈L支路，電流I2的方向也是向左當(dāng)某一時(shí)刻開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)時(shí)，L中向左的電流要減小，由于自感現(xiàn)象，線(xiàn)圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，在回路“LR1AR2”中形成感應(yīng)電流，電流通過(guò)R1的方向與原來(lái)相反，變?yōu)橄蛴遥腎2開(kāi)始逐漸減小到零，故選項(xiàng)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(dǎo)線(xiàn)回路，垂直于回路平面存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，已知圓的半徑r5 cm，電容C20 F，當(dāng)磁場(chǎng)B以4×102 T/s的變化率均勻增加時(shí)，則()A電容器a板帶正電，電荷量為2×109 CB電容器a板帶負(fù)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(fù)電，電荷量為4×109 C答案：A解析：根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向沿逆時(shí)針?lè)较?，則a極板帶正電，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得EnS4×102××52×104 V×104 V，則QCUCE2×105××104 C2×109 C，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤4(2018·湖北七校聯(lián)考)(多選)如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線(xiàn)圈用同樣的導(dǎo)線(xiàn)制成，匝數(shù)均為10匝，邊長(zhǎng)La2Lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，不考慮線(xiàn)圈之間的相互影響，則()A兩線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流Ba、b線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為21Ca、b線(xiàn)圈中感應(yīng)電流之比為41Da、b線(xiàn)圈中電功率之比為81答案：AD解析：原磁場(chǎng)向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，因此感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，EL2，而La2Lb，因此電動(dòng)勢(shì)之比為41，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線(xiàn)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(xiàng)C錯(cuò)誤；電功率PI2R，兩線(xiàn)圈電流之比為21，電阻之比為21，則電功率之比為81，選項(xiàng)D正確5(2018·重慶巴蜀中學(xué)一診)(多選)如圖所示，在線(xiàn)圈正上方放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，幾分鐘后，杯中的水沸騰起來(lái)，t0時(shí)刻的電流方向已在圖中標(biāo)出，且此時(shí)電流正在增大，則關(guān)于把水燒開(kāi)的過(guò)程中發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的有()A金屬杯中產(chǎn)生渦流，渦流的熱效應(yīng)使水沸騰起來(lái)Bt0時(shí)刻，從上往下看，金屬杯中的渦流沿順時(shí)針?lè)较駽t0時(shí)刻，從上往下看，金屬杯中的渦流沿逆時(shí)針?lè)较駾將交流電源斷開(kāi)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(xiàn)管中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)穿過(guò)金屬杯可以在金屬杯中產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生渦流，使水沸騰，A正確；t0時(shí)刻電流從螺線(xiàn)管的上端流入且電流正在增大，則穿過(guò)金屬杯的磁場(chǎng)是向下增大的，所以根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shí)針?lè)较?，故C正確，B錯(cuò)誤；將交流電源斷開(kāi)的瞬間，自感線(xiàn)圈中沒(méi)有形成自感回路，故不能產(chǎn)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(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響下列說(shuō)法正確的是()AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼EaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽EaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾EaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较虼鸢福築解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律Er2，為常數(shù)，E與r2成正比，故EaEb41.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大，故穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，垂直紙面向里，由安培定則可知，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较?，故B項(xiàng)正確7如圖所示，半徑為r的金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞過(guò)O點(diǎn)的軸以角速度沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤(pán)的電阻不計(jì))()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(guò)電阻R的電流的方向是由d到c；而金屬圓盤(pán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBr2，所以通過(guò)電阻R的電流大小是I，選項(xiàng)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(zhì)量m1 kg的金屬環(huán)，以速度v10 m/s向一有界磁場(chǎng)滑去勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，B0.5 T，從環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)一共釋放了32 J的熱量，求：(1)此時(shí)圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率；(2)此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度答案：(1)0.36 W(2)0.06 m/s2，方向向左解析：(1)從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到有一半進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，由能量守恒定律得：mv2Qmv2，代入數(shù)據(jù)解得v6 m/s，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：EBLvB·2rv0.5×2×0.1×6 V0.6 V，圓環(huán)的瞬時(shí)功率P W0.36 W.(2)感應(yīng)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(diào)研)如圖所示電路中，A、B、C為完全相同的三個(gè)燈泡，L是一直流電阻不可忽略的電感線(xiàn)圈a、b為線(xiàn)圈L的左右兩端點(diǎn)，原來(lái)開(kāi)關(guān)S是閉合的，三個(gè)燈泡亮度相同將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，下列說(shuō)法正確的是()Aa點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，A燈閃亮后緩慢熄滅Ba點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Ca點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Da點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)，B、C燈不會(huì)閃亮只是緩慢熄滅答案：D解析：電路穩(wěn)定時(shí)，三個(gè)完全相同的燈泡亮度相同，說(shuō)明流經(jīng)三個(gè)燈泡的電流相等某時(shí)刻將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，流經(jīng)電感線(xiàn)圈的磁通量減小，其發(fā)生自感現(xiàn)象，相當(dāng)于電源，產(chǎn)生和原電流方向相同的感應(yīng)電流，故a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，三個(gè)燈不會(huì)閃亮只是緩慢熄滅，選項(xiàng)D正確10(2018·河北唐山摸底)(多選)如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)為n的圓形線(xiàn)圈(圖中只畫(huà)了2匝)，面積為S，線(xiàn)圈的電阻為R，在線(xiàn)圈外接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電壓表將線(xiàn)圈放入垂直線(xiàn)圈平面指向紙內(nèi)的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示下列說(shuō)法正確的是() A0t1時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì)B0t1時(shí)間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為Ct1t2時(shí)間內(nèi)R上的電流為D0t2時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中的電流方向不變答案：BC解析：根據(jù)楞次定律可知：0t1時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，所以P點(diǎn)電勢(shì)高，A錯(cuò)誤；該段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)En·Sn·S，而電壓表的讀數(shù)是路端電壓，所以U·E，B正確；t1t2時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Enn，感應(yīng)電流I，C正確；t1t2時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，D錯(cuò)誤11在如圖甲所示的電路中，螺線(xiàn)管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2，螺線(xiàn)管導(dǎo)線(xiàn)電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化甲乙(1)求螺線(xiàn)管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(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(kāi)后，求流經(jīng)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(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EnnS1 500×20×104× V1.2 V.(2)根據(jù)全電路歐姆定律，有I A0.12 A根據(jù)PI2R2得P7.2×102 W.(3)S斷開(kāi)后，流經(jīng)R2的電量即為S閉合時(shí)C上所帶的電量Q電容器兩端的電壓UIR20.6 V流經(jīng)R2的電量QCU1.8×105 C.12如圖所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距為L(zhǎng)10.5 m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L(zhǎng)20.8 m，整個(gè)閉合回路的電阻為R0.2 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B01 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)整個(gè)回路ad桿通過(guò)滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m0.04 kg的物體，不計(jì)一切摩擦，現(xiàn)使磁場(chǎng)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；(3)物體剛好離開(kāi)地面的時(shí)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(yīng)定律得：ES0.08 V.(3)物體剛要離開(kāi)地面時(shí)，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