高考物理一轮复习第9章电磁感应2第二节法拉第电磁感应定律自感涡流课后达标能力提升新人教版.doc

1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第精选高考物理一轮复习第 9 9 章电磁感应章电磁感应2 2 第二节法拉第电磁感应定律自感涡流课后达标能力提升新第二节法拉第电磁感应定律自感涡流课后达标能力提升新人教版人教版(建议用时：60 分钟)一、单项选择题1如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度 v 沿与棒与磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为 ；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度 v 运动时，棒两端的感应电动势大小为 '则等于( )A B22C1 D2解析：选 B设折弯前导体切割磁感线的长度为 L，折弯后，导体切割磁场的有效长度为 l L，故产生的感应电动势为'BlvB·Lv，所以，B 正确2英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场如图所示，一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为q 的小球已知磁感应强度 B 随时间均匀增加，其变化率为 k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )2 / 8A0 Br2qkC2r2qk Dr2qk解析：选 D变化的磁场使回路中产生的感生电动势E·Skr2，则感生电场对小球的作用力所做的功WqUqEqkr2，选项 D 正确3(2018·南京模拟)如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用 03 s 时间拉出，外力所做的功为 W1，通过导线截面的电荷量为 q1；第二次用 09 s 时间拉出，外力所做的功为 W2，通过导线截面的电荷量为 q2，则( )AW1W2，q1q2 DW1>W2，q1>q2解析：选 C两次拉出的速度之比 v1v231电动势之比E1E231，电流之比 I1I231，则电荷量之比q1q2(I1t1)(I2t2)11安培力之比 F1F231，则外力做功之比 W1W231，故 C 正确4(2018·苏锡常镇四市调研)图中 L 是线圈，D1、D2 是发光二极管(电流从“”极流入才发光)闭合 S，稳定时灯泡正常发光，然后断开 S 瞬间，D2 亮了一下后熄灭则( )A如图是用来研究涡流现象的实验电路B开关 S 闭合瞬间，灯泡立即亮起来C开关 S 断开瞬间，P 点电势比 Q 点电势高D干电池的左端为电源的正极解析：选 D题图是研究自感现象的实验电路，故 A 错误；开3 / 8关 S 闭合瞬间，由于线圈的自感，灯泡逐渐变亮，故 B 错误；开关S 断开瞬间，D2 亮了一下，可知通过线圈 L 的电流方向为从 P 至Q，故 D 正确；开关 S 断开瞬间，线圈 L 相当于一个电源，电源内部电流从负极流向正极，所以 Q 点的电势高于 P 点的电势，故 C 错误5如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )A整个过程匀速运动B进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度解析：选 D小球在进出磁场时有涡流产生，要受到阻力6(2018·扬州中学检测)如图所示，A、B、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则( )AS 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭BS 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，三个灯亮度相同D电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭解析：选 A电路中 A 灯与线圈并联后与 B 灯串联，再与 C 灯并联S 闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻由大变小，逐渐将 A 灯短路，A 灯逐渐熄灭，A 灯的电压逐渐降低，B 灯的电压逐渐增大，B 灯逐渐变亮，故选项 A 正确，B 错误；电路接通稳定后，4 / 8A 灯被线圈短路，完全熄灭B、C 并联，电压相同，亮度相同，故选项 C 错误电路接通稳定后，S 断开时，C 灯中原来的电流立即减至零，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过 C 灯，所以 C 灯过一会儿熄灭，故选项 D 错误二、多项选择题7(2018·扬州中学高三考试)将四根完全相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成如图所示四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后完全置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直若磁感应强度从 B 增大到 2B，则线圈中通过的电荷量最少的是( )解析：选 BC根据法拉第电磁感应定律 EN 和闭合电路欧姆定律 I，电荷量 qIt，得 q；若磁感应强度从 B 增大到 2B，则线圈中通过的电荷量最少的是磁通量变化最少的，由于穿过线圈的磁通量分正反面，因此 A 选项的磁通量变化最大，而 D 选项是将小线圈旋转 180°后再翻转，则磁通量变化也是最大的，对于 B 选项是将 A 选项小线圈旋转 180°，则磁通量的变化最小；C 选项是将 A选项左侧小线圈翻转 180°，则磁通量的变化也是最小的，综上所述 B、C 正确，A、D 错误8(2018·徐州模拟)如图所示，灯泡 A、B 与定值电阻的阻值均为R，L 是自感系数较大的线圈，当 S1 闭合、S2 断开且电路稳定时，A、B 两灯亮度相同，再闭合 S2，待电路稳定后将 S1 断开，下列说法中正确的是( )AB 灯立即熄灭5 / 8BA 灯将比原来更亮一下后熄灭C有电流通过 B 灯，方向为 cdD有电流通过 A 灯，方向为 ba解析：选 ADS1 闭合、S2 断开且电路稳定时，A、B 两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈 L 没有自感作用，可知线圈 L 的电阻也为 R，在 S2、S1 都闭合且稳定时，IAIB，当 S2闭合、S1 突然断开时，由于线圈的自感作用，流过 A 灯的电流方向变为 ba，但 A 灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项D 正确，B 错误；由于定值电阻 R 没有自感作用，故断开 S1 时，B灯立即熄灭，选项 A 正确，C 错误9如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过 M、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用 FM、FN 表示不计轨道电阻以下叙述正确的是( )AFM 向右 BFN 向左CFM 逐渐增大 DFN 逐渐减小解析：选 BCD根据直线电流产生磁场的分布情况知，M 区的磁场方向垂直纸面向外，N 区的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远，磁感应强度越小当导体棒匀速通过 M、N 两区时，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，故导体棒在 M、N 两区运动时，受到的安培力均向左，故选项 A 错误，选项 B 正确；导体棒在 M 区运动时，磁感应强度 B 变大，根据 EBlv，I及 FBIl 可知，FM 逐渐变大，故选项 C 正确；导体棒在 N 区运动时，磁感应强度 B 变小，根据 EBlv，I及 FBIl 可知，FN 逐渐变小，故选项 D 正确10(2018·南京高三模拟考试)如图甲所示，静止在水平面上6 / 8的等边三角形金属线框，匝数 n20，总电阻 R25 ，边长L03 m，处在两个半径均为 r01 m 的圆形匀强磁场中线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合磁感应强度 B1垂直水平面向外，B2 垂直水平面向里；B1、B2 随时间 t 的变化图线如图乙所示线框一直处于静止状态计算过程中取 3，下列说法中正确的是( )A线框具有向左运动的趋势Bt0 时刻穿过线框的磁通量为 05 WbCt04 s 时刻线框中感应电动势为 15 VD006 s 内通过线框截面电荷量为 036 C解析：选 CDB1 垂直水平面向外，大小随时间均匀增加，根据楞次定律知，线框具有向右的运动趋势，选项 A 错误；t0 时刻穿过线框的磁通量 B1×r2B2×r20025 Wb，选项 B 错误；t04 s 时刻线框中感应电动势 Enn×r2×15 V，选项 C 正确；06 s 时穿过线框的磁通量B1×r2B2×r2007 Wb，根据 qnn 得，在006 s 内通过线框截面的电荷量为 036 C，选项 D 正确三、非选择题11如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L04 m，一端连接 R1 的电阻导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B1 T导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好导轨和导体棒的电阻均可忽略不计在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v5 m/s求：7 / 8(1)感应电动势 E 和感应电流 I；(2)在 01 s 时间内，拉力冲量 IF 的大小；(3)若将 MN 换为电阻 r1 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压 U解析：(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势EBLv1×04×5 V2 V，感应电流 I A2 A(2)拉力大小等于安培力大小FBIL1×2×04 N08 N，冲量大小 IFFt08×01 N·s008 N·s(3)由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流I A1 A，由欧姆定律可得，导体棒两端的电压UIR1×1 V1 V答案：(1)2 V 2 A (2)008 N·s (3)1 V12如图甲所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1 连接成闭合回路线圈的半径为 r1，在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0，导线的电阻不计求 0 至 t1 时间内(1)通过电阻 R1 的电流大小和方向；(2)通过电阻 R1 的电荷量 q解析：(1)穿过闭合线圈的磁场的面积为 Sr2 2由题图乙可知，磁感应强度 B 的变化率的大小为，根据法拉第电磁感应定律得：8 / 8EnnS,t0)由闭合电路欧姆定律可知流过电阻 R1 的电流为I,3Rt0)再根据楞次定律可以判断，流过电阻 R1 的电流方向应由 b 到a(2)0 至 t1 时间内通过电阻 R1 的电荷量为qIt1t1,3Rt0)答案：(1),3Rt0) 方向从 b 到 a (2)t1,3Rt0)