高考一輪物理復(fù)習(xí)人教版課時(shí)訓(xùn)練電磁感應(yīng) 法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流

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1、2012屆高考一輪物理復(fù)習(xí)（人教版）課時(shí)訓(xùn)練 第九章 電磁感應(yīng) 第2講　法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 一、選擇題（本題共9題，共63分） 1．下列關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的說法中，正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C．線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D．線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，與磁 通量的大小、磁通量的變化和磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)，故只有D項(xiàng)正確． 答案：D 2． 圖9－2

2、－17 如圖9－2－17所示，E為電池，L是電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足 夠大的線圈，D1、D2是兩個(gè)規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡，S 是控制電路的開關(guān)．對(duì)于這個(gè)電路，下列說法正確的是(　　) A．剛閉合開關(guān)S的瞬間，通過D1、D2的電流大小相等 B．剛閉合開關(guān)S的瞬間，通過D1、D2的電流大小不相等 C．閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定，D1熄滅，D2比原來更亮 D．閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅， D1閃亮一下再熄滅 解析：由于線圈的電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足夠大，在開關(guān)閉合的瞬間線圈的阻礙作 用很大，線圈中的電流為零，所以通過D1、D2的電流大小相等，

3、A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò) 誤．閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)線圈短路，D1中電流為零，回路電阻減小，D2比原來 更亮，C項(xiàng)正確．閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，線圈和 D1形成回路，D1閃亮一下再熄滅，故A、C、D三項(xiàng)正確． 答案：ACD 3． 圖9－2－18 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路，如圖9－2－18 所示，已知C＝30μF，L1＝5cm，L2＝8cm，磁場(chǎng)以5×10－2T/s的 速率增加，則(　　) A．電容器上極板帶正電，帶電荷量為6×10－5C B．電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6×10－5C C．電容器上極板帶正電，帶電荷量為6

4、×10－9C D．電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6×10－9C 解析：電容器兩極板間的電勢(shì)差U等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得E ＝·L1L2＝2×10－4V，電容器的帶電荷量Q＝CU＝CE＝6×10－9C，再由楞次定律可知 上極板的電勢(shì)高，帶正電，C項(xiàng)正確． 答案：C 4． 圖9－2－19 如圖9－2－19所示，用一根橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)半徑 為r的圓環(huán)，把圓環(huán)部分置于均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂 直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率＝k(k>0)，ab為 圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為ρ.則(　　) A．圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流

5、B．圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì) C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 D．圖中ab兩點(diǎn)間的電壓大小為kπr2 解析：由于左環(huán)是斷路，所以磁鐵插向左環(huán)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，也就沒有“來 拒去留”的現(xiàn)象．所以橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，A、C、D錯(cuò)，B正確． 答案：B 5． 圖9－2－20 一空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，兩條電阻不計(jì)的平行光 滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場(chǎng)內(nèi)，如圖9－2－20所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B ＝0.5T，導(dǎo)體棒ab、cd長度均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重力 均為0.1N，現(xiàn)用力向上拉動(dòng)導(dǎo)體棒ab，使之勻速上升(導(dǎo)體棒 ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好)，此時(shí)cd靜止不動(dòng)，則ab上升時(shí)，下

6、列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b受到的拉力大小為2N B．a(chǎn)b向上運(yùn)動(dòng)的速度為2m/s C．在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D．在2s內(nèi)，拉力做功為0.6J 解析：對(duì)導(dǎo)體棒cd分析：mg＝BIl＝，得v＝2m/s，故B選項(xiàng)正確；對(duì)導(dǎo)體棒ab 分析：F＝mg＋BIl＝0.2N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在2s內(nèi)拉力做功轉(zhuǎn)化的電能等于克服安培力 做的功，即W＝F安vt＝0.4J，選項(xiàng)C正確；在2s內(nèi)拉力做的功為Fvt＝0.8J，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤． 答案：BC 6．如圖9－2－21甲所示，一個(gè)電阻為R，面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

7、方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O′分 別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)．現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖9－2 －21乙所示位置．在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是(　　) 圖9－2－21 A.B.C.D．0 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出感應(yīng)的電荷量為：Q＝；而ΔΦ＝B×cos 45°－＝BScos45°＝BS，故答案選A. 答案：A 7． 圖9－2－22 (2010·山東理綜，21)如圖9－2－22所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊 界，OO′為其對(duì)稱軸．一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形

8、閉合回路 abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于 OO′對(duì)稱的位置時(shí)(　　) A．穿過回路的磁通量為零 B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0 C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同 解析：由于兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，且回路此時(shí)關(guān)于OO′對(duì)稱，因 而此時(shí)穿過回路的磁通量為零，A項(xiàng)正確；ab、cd均切割磁感線，相當(dāng)于兩個(gè)電源，由 右手定則知，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，兩電源串聯(lián)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2Blv0，B項(xiàng)正 確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則知ab、cd所受安培力方向均向左，D項(xiàng)正確． 答案：ABD 圖9

9、－2－23 8．如圖9－2－23是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表，其電阻 可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，圖中兩個(gè)電 阻的阻值均為R，L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線 圈，其直流電阻值也為R.圖9－2－24是某同學(xué)畫出的在 t0時(shí)刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時(shí)間變化 圖象．關(guān)于這些圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖9－2－24 A．圖甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 B．圖乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況 C．圖丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 D．圖丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)?/p>

10、斷開，通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況 解析：開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合瞬間，流過自感線圈的電流為零，流過傳感器1、2的電 流均為；閉合電路穩(wěn)定后，流過傳感器1的電流為，流過傳感器2的電流為；開 關(guān)斷開后，流過傳感器1的電流立即變?yōu)榱悖鬟^傳感器2的電流方向相反，從逐漸 變?yōu)榱悖? 答案：BC 9． 圖9－2－25 一個(gè)閉合回路由兩部分組成，如圖9－2－25所示，右側(cè)是電 阻為r的圓形導(dǎo)線，置于豎直方向均勻變化的磁場(chǎng)B1中；左 側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導(dǎo)軌，寬度為d，其電阻不計(jì)．磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，且只分布在左 側(cè)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒此時(shí)

11、恰好能靜止在導(dǎo)軌 上，分析下述判斷不正確的有(　　) A．圓形線圈中的磁場(chǎng)，可以向上均勻增強(qiáng)，也可以向下均 勻減弱 B．導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為mgsinθ C．回路中的感應(yīng)電流為 D．圓形導(dǎo)線中的電熱功率為(r＋R) 解析：導(dǎo)體棒此時(shí)恰好能靜止在導(dǎo)軌上，依據(jù)平衡條件知導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為 mgsinθ，方向沿斜面向上，由左手定則判定電流方向?yàn)閎→a，再由楞次定律判定A、B 正確；回路中的感應(yīng)電流為I＝F/B2d＝，C正確；由焦耳定律得圓形導(dǎo)線中的電 熱功率為Pr＝r，D錯(cuò)． 答案：D 二、非選擇題（本題共3小題，共37分） 10．如圖9－2－26所示，金

12、屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界 勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場(chǎng)區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很 小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)．當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng) 左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì)， 圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流________(填“變大”“變小”或“不變”)． 圖9－2－26 解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的 感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的 磁通量將增大，依據(jù)楞次定律

13、可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)磁通量的增大； 又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán) 中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減?。? 答案：收縮變小 11． 圖9－2－27 如圖9－2－27所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面 內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻 為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上．在桿的右方距桿為d處 有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B.對(duì)桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使 桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為v，之后 進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌

14、與桿之間存在恒定的阻力．求： (1)導(dǎo)軌對(duì)桿ab的阻力大小f； (2)桿ab中通過的電流及其方向； (3)導(dǎo)軌左端所接電阻R的阻值． 解析：(1)桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速運(yùn)動(dòng)，有 F－f＝ma① v2＝2ad② 解得導(dǎo)軌對(duì)桿的阻力f＝F－.③ (2)桿進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，有F＝f＋FA④ 桿ab所受的安培力 FA＝IBl⑤ 解得桿ab中通過的電流I＝⑥ 桿中的電流方向自a流向b⑦ (3)桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv⑧ 桿中的感應(yīng)電流I＝⑨ 解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值R＝－r⑩ 答案：(1)F－　(2)，方向自a流向b (3)－r 12．如圖9－2－28所示，

15、平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R1 ＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將 質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下 落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖9 －2－29所示．求： 圖9－2－28圖9－2－29 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B； (2)桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q. 解析：(1)由圖象知，桿自由下落距離是0.05m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2， 則桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v＝＝1m/s① 由圖象知，桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度a＝－g＝－10m/s2② 由牛頓第二定律得mg－F安＝ma③ 回路中的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv④ 桿中的電流I＝⑤ R并＝⑥ F安＝BIL＝⑦ 解得B＝＝2T⑧ (2)桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)＝⑨ 桿中的平均電流＝⑩ 通過桿的電荷量Q＝·Δt? 通過R2的電荷量q＝Q＝0.05C? 答案：(1)2T　(2)0.05C 內(nèi)容總結(jié)