高考物理总复习 第10单元 电磁感应 作业手册（27）法拉第电磁感应定律、自感和涡流-人教版高三全册物理试题.doc

课时作业(二十七)第27讲法拉第电磁感应定律、自感和涡流时间/40分钟基础巩固1.随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线.小到手表、手机,大到电脑、电动汽车,都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化.如图K27-1所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图.关于无线充电,下列说法中正确的是()图K27-1A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电流的磁效应B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电2. 图K27-2中有A、B两个导线圈.线圈B连接一电阻R,要使流过电阻R的电流大小恒定,且方向由c点流经电阻R到d点,设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向,则线圈A中的电流随时间变化的图像应为图K27-3中的()图K27-2图K27-33.(多选)如图K27-4所示,一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列说法中正确的是()图K27-4A.感应电流的方向为逆时针方向B.CD段直导线始终不受安培力C.感应电动势的最大值Emax=BdvD.感应电动势的平均值Bdv技能提升4.(多选)2017·湖南株洲质检 用导线绕成一圆环,环内有一用同种导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图K27-5所示.把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环和线框所在平面(纸面)向里.当磁感应强度均匀减弱时()图K27-5A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针方向B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针方向C.圆环和线框中的电流大小之比为1D.圆环和线框中的电流大小之比为215.(多选)有一半径为a且右端开小口的导体圆环和一长为2a的导体直杆,它们单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,如图K27-6所示.从圆环中心DO开始,杆的位置由确定,则()图K27-6A.=0时,杆产生的感应电动势为2BavB.=时,杆产生的感应电动势为BavC.=0时,杆受的安培力大小为D.=时,杆受的安培力大小为6.(多选)2017·苏北三市联考 如图K27-7所示的电路中,自感线圈L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,L1、L2为两个小灯泡.下列说法正确的是()图K27-7A.当S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮B.当S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮C.当S由闭合断开时,L2立即熄灭D.当S由闭合断开时,L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭7.如图K27-8所示,虚线MN表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴,金属框内均匀分布有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律都满足B=kt,金属框按照图示方式处于磁场中,测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为I甲、I乙、I丙,则下列判断正确的是()图K27-8A.I乙=2I甲,I丙=2I甲 B.I乙=2I甲,I丙=0C.I乙=0,I丙=0 D.I乙=I甲,I丙=I甲8.2017·青岛质检 如图K27-9所示,虚线间有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为L,磁感应强度大小为B.有总电阻为R的直角三角形导线框,两条直角边的边长分别为2L和L,在该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,下列说法正确的是()图K27-9A.线框中的感应电流方向始终不变B.线框中的感应电流一直在增大C.线框所受安培力方向始终相同D.当通过线框的磁通量最大时,线框中的感应电动势为零9.(1)如图K27-10甲所示,两根足够长的平行金属导轨间距L=0.3 m,在导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5 T.一根直金属杆MN以v=2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好.杆MN的电阻r1=1 ,导轨的电阻可忽略.求杆MN中产生的感应电动势E1.(2)如图乙所示,一个匝数n=100的圆形导线圈面积为S1=0.4 m2,电阻为r2=1 .在线圈中存在面积S2=0.3 m2且垂直于线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示.求圆形线圈中产生的感应电动势E2.(3)将一个R=2 的电阻分别与图甲和图乙中的a、b端相连接,然后b端接地.以上两种情况中,哪种情况a端的电势较高?求出较高的电势a.图K27-10挑战自我10.2017·江苏卷 如图K27-11所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小l;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.图K27-11课时作业(二十七)1.C解析 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应,故A错误;当给充电设备通以恒定直流电时,充电设备不会产生交变磁场,即不能正常充电,故B错误;接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同,故C正确;被充电手机内部应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连,当有交变磁场时,产生感应电动势,故D错误.2.A解析 要让线圈B中产生感应电流,A中的电流应发生变化,C、D错误;若A中的电流由a流入,且越来越小,则根据右手螺旋定则可知穿过B的磁通量向左,且越来越小,根据楞次定律可知B中产生的感应电流由d点流经电阻R到c点,B错误;同理,若A中的电流从b点流入,且电流越来越小,则根据楞次定律,B中产生的感应电流从c点流经电阻R到d点,A正确.3.AD解析 在闭合回路进入磁场的过程中,穿过闭合回路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向,选项A正确;根据左手定则可以判断,CD段直导线所受安培力向下,选项B错误;当半圆形闭合回路恰好有一半进入磁场时,等效切割长度最大,为,这时感应电动势有最大值,为Emax=Bdv,选项C错误;由法拉第电磁感应定律可得感应电动势的平均值Bdv,选项D正确.4.AC解析 根据楞次定律可得,当磁感应强度均匀减小时,圆环和线框内产生的感应电流的磁场方向都与原磁场方向相同,即感应电流方向都为顺时针方向,A正确,B错误;设圆环半径为a,则圆面积为S=a2,圆周长为L=2a,正方形面积为S'=2a2,正方形周长为L'=4a,因为磁感应强度是均匀减小的,故E=,所以圆环和正方形线框产生的感应电动势之比为,两者的电阻之比为,故电流之比为,故C正确,D错误.5.AD解析 当=0时,杆在圆心位置,切割磁感线的有效长度等于圆环直径,杆产生的感应电动势为E=2Bav,A正确;当=时,杆切割磁感线的有效长度等于圆环半径,杆产生的感应电动势为E=Bav,B错误;当=0时,回路的总电阻R1=(2a+a)R0,杆受的安培力F1=BI1l=B·,C错误;当=时,回路的总电阻R2=(a+a)R0,杆受的安培力F 2=BI2l'=B·,D正确.6.BD解析 当S闭合时,因二极管加上了反向电压,故L1一直不亮,S闭合时电流增大,线圈产生的自感电动势阻碍电流增大,故使得L2逐渐变亮,选项B正确,选项A错误;当S由闭合断开时,由于线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小,故通过L的电流要在L2L1DL之中形成新的回路,所以L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,L2缓慢熄灭,选项C错误,选项D正确.7.B解析 I甲=,I乙=,所以I乙=2I甲,由于丙中磁通量始终为零,故I丙=0,只有B正确.8.C解析 该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,穿过线框的磁通量先增大后减小,根据楞次定律可以判断出线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向,且始终不为零,当通过线圈的磁通量最大时,感应电动势不为零,故A、D错误;由左手定则可以判断线框在该磁场中一直受到水平向左的安培力作用,故C正确;该线框以垂直于磁场边界的速度v匀速穿过磁场的过程中,导线框切割磁感线的有效长度先增大、后不变、再增大,由E=Blv及闭合电路的欧姆定律可得线框中的感应电流先增大、后不变、再增大,故B错误.9.(1)0.3 V(2)4.5 V(3)图甲0.2 V解析 (1)杆MN切割磁感线产生的感应电动势E1=B1Lv=0.3 V.(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化,产生的感应电动势E2=nS2=4.5 V.(3)图甲中a>b=0,图乙中a<b=0,所以当电阻R与图甲中的导轨相连接时,a端的电势较高.此时通过电阻R的电流I=电阻R两端的电势差a-b=IR故a端的电势a=IR=0.2 V.10.(1)(2)(3)解析 (1)感应电动势E=Bdv0感应电流I=故I= (2)安培力F=BId由牛顿第二定律得F=ma故a=(3)金属杆切割磁感线的速度v'=v0-v,则感应电动势E=Bd(v0-v)电功率P=故P=.