【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 9-2 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象課時(shí)檢測(cè) 新人教版

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1、第二講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象 1.一個(gè)矩形線圈,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈處于如圖所示位置時(shí),此線圈(  ) A.磁通量最大,磁通量變化率最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 B.磁通量最大,磁通量變化率大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.磁通量最小,磁通量變化率最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D.磁通量最小,磁通量變化率最小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 解析 這時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,磁通量為零,磁通量的變化率最大. 答案 C 2.一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,在1 s時(shí)

2、間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半.先后兩個(gè)過(guò)程中,線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為(  ) A.            B.1 C. 2 D.4 解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E==,設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,線圈面積為S0,則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1===B0S0;則第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2===B0S0,所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,比值為1,故選項(xiàng)B正確. 答案 B 3.如圖所示,A線圈接一靈敏電流計(jì),B線框放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B線框的電阻不計(jì),具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無(wú)摩擦滑動(dòng).現(xiàn)用一恒力F向右拉CD由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),B線框足夠長(zhǎng),則通過(guò)電流計(jì)中的電流

3、方向和大小變化是(  ) A.G中電流向上,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng) B.G中電流向下,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng) C.G中電流向上,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零 D.G中電流向下,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零 解析 恒力F向右拉CD由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),經(jīng)過(guò)CD的電流方向?yàn)镈→C,由安培定則及楞次定律可知G中電流向下;水平方向上F-=ma,導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小,故回路中電流的變化率減小,G中感應(yīng)電流減弱;當(dāng)F=時(shí),導(dǎo)體棒中電流恒定,則G中感應(yīng)電流為零,選項(xiàng)D正確. 答案 D 4.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、D3是三個(gè)完全相同的燈泡,E是內(nèi)阻不計(jì)的電源.在t=0時(shí)刻,閉合

4、開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后在t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.規(guī)定閉合開(kāi)關(guān)S,并且電路穩(wěn)定時(shí)通過(guò)D1、D2的電流方向?yàn)檎较?,分別用I1、I2表示通過(guò)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 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)自感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流有阻礙作用,通過(guò)D1的電流逐漸增大,最后穩(wěn)定,當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)通過(guò)D1的電流方向不變,且逐漸減小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)閉合時(shí)D2兩端的電壓不變,故通過(guò)的電流不變,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)通過(guò)D2的電流與原方向相反,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 答案 C 5.如圖所示,L1、L2、L3為三個(gè)完全相同的燈泡,L為直流電阻可忽略的自感線圈,電源的內(nèi)阻不計(jì),開(kāi)關(guān)S原來(lái)接通

5、.當(dāng)把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),下列說(shuō)法正確的是(  ) A.L1閃一下后熄滅 B.L2閃一下后恢復(fù)到原來(lái)的亮度 C.L3變暗一下后恢復(fù)到原來(lái)的亮度 D.L3閃一下后恢復(fù)到原來(lái)的亮度 解析 S閉合后,通過(guò)各燈的電流穩(wěn)定時(shí),L1不亮,通過(guò)L2、L3的電流均為I=,而通過(guò)自感線圈L的電流為2I.S斷開(kāi)的瞬間,自感線圈L上的電流全部通過(guò)L3,所以這一瞬間通過(guò)L3的電流突變?yōu)?I,故L3會(huì)閃亮一下;穩(wěn)定后通過(guò)L3的電流依然為,而穩(wěn)定后通過(guò)L1、L2的電流均為. 答案 D 二、多項(xiàng)選擇題 6.某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下,大小為4.5×10-5T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒:佣蔚膬砂?/p>

6、,河寬100m,該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過(guò).設(shè)落潮時(shí),海水自西向東流,流速為2m/s.下列說(shuō)法正確的是(  ) A.電壓表記錄的電壓為5mV B.電壓表記錄的電壓為9mV C.河南岸的電勢(shì)較高 D.河北岸的電勢(shì)較高 解析 可以將海水視為垂直河岸方向放置的導(dǎo)體平動(dòng)切割地磁場(chǎng)的磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由E=BLv=9mV,B項(xiàng)正確;由右手定則可知,感應(yīng)電流方向由南向北,故河北岸的電勢(shì)較高,D項(xiàng)正確. 答案 BD 7.如圖所示,為早期制作的發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的示意圖,A盤和B盤分別是兩個(gè)可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤,用導(dǎo)線將A盤的中心和B盤的邊緣連接起來(lái),用另一根導(dǎo)線將B盤的中心和A

7、盤的邊緣連接起來(lái).當(dāng)A盤在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí),B盤也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng).則下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.不斷轉(zhuǎn)動(dòng)A盤就可以獲得持續(xù)的電流,其原因是將整個(gè)銅盤看成沿徑向排列的無(wú)數(shù)根銅條,它們做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.當(dāng)A盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B盤也能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是電流在磁場(chǎng)中受到力的作用,此力對(duì)轉(zhuǎn)軸有力矩 C.當(dāng)A盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.當(dāng)A盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),B盤也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析 將圖中銅盤A所在的一組裝置作為發(fā)電機(jī)模型,銅盤B所在的一組裝置作為電動(dòng)機(jī)模型,這樣就可以簡(jiǎn)單地把銅盤等效為由圓心到圓周的一系列銅條,處在磁場(chǎng)中的銅條在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),進(jìn)而分析可得B盤中

8、通電銅條在磁場(chǎng)中受力的作用. 答案 ABC 8.如圖所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說(shuō)法正確的是(  ) A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高得越快 B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高得越快 C.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小 D.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 解析 線圈中通高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有關(guān),電流變化的頻率越高,電流變化得

9、越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大,A選項(xiàng)正確;工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量就多,D選項(xiàng)正確. 答案 AD 9.某同學(xué)學(xué)習(xí)了日光燈工作原理以后,設(shè)計(jì)了四個(gè)原理圖,其中S1為啟動(dòng)器,S2為開(kāi)關(guān),L為鎮(zhèn)流器,能使日光燈正常發(fā)光且合理的是(  ) 解析 根據(jù)日光燈的工作原理可知選項(xiàng)C正確. 答案 C 10.電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱工作的,是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進(jìn)電子炊具.其工作過(guò)程如下:電流電壓經(jīng)過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電,又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌^(guò)音頻的高頻交流電,將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應(yīng)加熱線圈上,由此產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng).其磁力線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于金屬鍋.

10、在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生.渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換,所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源.下列敘述中正確的是(  ) A.電磁爐加熱食物的過(guò)程中涉及的原理有電磁感應(yīng)、電流的磁效應(yīng)和熱效應(yīng)等 B.被加熱的鍋體不能是陶瓷鍋,但鋁鍋、銅鍋是可以的 C.被加熱的鍋體必須是鐵質(zhì)等電阻率較大鍋體 D.若在鍋底和電磁爐中間放一紙板,電磁爐將不能起到加熱作用 解析 鋁鍋、銅鍋的電阻率小、電熱少、效率低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透紙板到達(dá)鍋底,在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流,利用電流的熱效應(yīng)仍起到加熱的作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,正確答案為A、C. 答案 AC 11.如圖所示,勻強(qiáng)

11、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小隨時(shí)間的變化率=k,k為負(fù)的常量.用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的方框,將方框固定于紙面內(nèi),其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中.求: (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??; (2)磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率. 解析 (1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε= ① ΔΦ=l2ΔB ② 導(dǎo)線框中的電流為I= ③ 式中R是導(dǎo)線框的電阻,根據(jù)電阻率公式有 R=ρ

12、 ④ 聯(lián)立①②③④式,將=k代入得I=. ⑤ (2)導(dǎo)線框所受磁場(chǎng)的作用力的大小為f=Bil ⑥ 它隨時(shí)間的變化率為=Il ⑦ 由⑤⑦式得=. 答案 (1) (2) 12.如圖,寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi),并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,框架的電阻非均勻分布.將質(zhì)量m=0.1kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置的框架上,并與框架接觸良好.以P為坐標(biāo)原點(diǎn)

13、,PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)系.金屬棒從x0=1m處以v0=2m/s的初速度,沿x軸負(fù)方向做a=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用.求: (1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m,框架產(chǎn)生的焦耳熱Q; (2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系; (3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q,某同學(xué)解法為:先算出經(jīng)過(guò)0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s,以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R,然后代入q==求解.指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處,并用正確的方法解出結(jié)果. 解析 (1)金屬棒僅受安培力作用,其大小 F=ma=0.1×2 N=0.2N 金屬棒運(yùn)動(dòng)0.5m,框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功 所以Q=Fs=0.2×0.5J=0.1J. (2)金屬棒所受安培力為 F=BIL I== 所以F=v=ma 由于棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)v= 所以R= = =0.4. (3)錯(cuò)誤之處是把0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入q=進(jìn)行計(jì)算. 正確的解法是q=It 因?yàn)镕=BIL=ma 所以q=t=×0.4 C=0.4 C. 答案 (1)0.1 J (2)R=0.4 (3)見(jiàn)解析

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