廣東2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章第二講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流試題高三

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1、第九章 第二講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流 一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1. 假如宇航員登月后，想探測一下月球的表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是 (　　) A.直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無 B.將電流表與線圈組成閉合電路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 C.將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場 D.將電流表與線圈組成閉

2、合電路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場 解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變時，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生.選項A中，即使有一個恒定的磁場，也不會有示數(shù)，所以A錯誤；同理，如果將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，也不能判斷出沒有磁場，因為穿過線圈的磁通量可能是恒定的，所以選項B錯誤；但是有示數(shù)則說明一定是有磁場的，所以選項C正確；將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內(nèi)沿各個方向運動，電流表也沒有示數(shù)，只說明通過閉合回路的磁通量不變，該磁通量可能為0，或為另一恒定值，所以D選項錯誤. 答案：C 2

3、. 圖1所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖. 將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導(dǎo)線 與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉 合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強 度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的 (　　) 圖1 B.回路中電流大小恒定，且等于 C.回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D.若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過 解析：把銅盤看做若干條由中心指

4、向邊緣的銅棒組合而成，當銅盤轉(zhuǎn)動時，每根金屬棒都在切割磁感線，相當于電源，由右手定則知，中心為電源正極，盤邊緣為負極，若干個相同的電源并聯(lián)對外供電，電流方向由b經(jīng)燈泡再從aE＝BL＝BωL2，所以電流I＝＝，B錯.當銅盤不動，磁場按正弦規(guī)律變化時，銅盤中形成渦流，但沒有電流通過燈泡，D錯. 答案：C 3. 一個由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在磁場中，如圖2所示，線圈平 面與磁場方向成60°角，磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化，下列方法可使感應(yīng)電 流增加一倍的是 (　　)

5、 圖2 解析：設(shè)導(dǎo)線的電阻率為ρ，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，則 I＝＝＝＝··sinθ 可見，將r增加一倍，I增加一倍，將線圈與磁場方向的夾角改變時，sinθ不能變?yōu)樵瓉淼?倍(因sinθ最大值為1)，若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加(－1)倍，電流增加(－1)倍，I與線圈匝數(shù)無關(guān).綜上所述，只有D項正確. 答案：C 4. (2009·安徽高考)如圖3甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，o、o′分別

6、是ab邊和cdobco′繞oo′逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置.在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是 (　　) 圖3 A. B. C. 解析：甲圖中，磁通量Φ1＝BS，乙圖中穿過線圈的磁通量等于零，根據(jù)公式得q＝＝，A正確. 答案：A 5.如圖4所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行 板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強度 以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化

7、，t＝0時，P、Q 遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器P板 (　　) A.不帶電 t成正比 圖4 C.帶正電，電荷量是 D.帶負電，電荷量是 解析：磁感應(yīng)強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝S＝KS，而S＝，經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量Q＝EC＝；由楞次定律知電容器P板帶負電，故D選項正確. 答案：D 二、雙項選擇題(本題共5小題，共35分.在每小題給出的四個選項中，只有兩個選項正確，全部選對的得7分，只

8、選一個且正確的得2分，有選錯或不答的得0分) 6. 如圖5所示，矩形線圈abcd的邊長分別是ab＝L，ad＝D，線圈 與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場平行，線圈以ab邊為軸做角速度 為ω的勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是(從圖示位置開始計時)(　　) A.t＝0時線圈的感應(yīng)電動勢為零 圖5 B.轉(zhuǎn)過90°時線圈的感應(yīng)電動勢為零 C.轉(zhuǎn)過90°的過程中線圈中的平均感應(yīng)電動勢為ωBLD D.轉(zhuǎn)過90°的過程中線圈中的平均感應(yīng)電動勢為 解析：A、B兩選項中都是瞬時感應(yīng)電動勢，用E＝BLv求解比較方便，t＝0時，只有cd邊

9、切割磁感線，感應(yīng)電動勢E1＝BLv＝BL·ωD＝BSω≠0，A錯；轉(zhuǎn)過90°時，線圈的四條邊均不切割磁感線，E2＝0，B正確；C、D兩選項求的都是平均感應(yīng)電動勢，用E＝較方便，轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量由0變?yōu)棣担紹LD.轉(zhuǎn)過90°所用時間Δt＝＝＝，故平均電動勢為：E＝＝＝，故C錯D正確. 答案：BD 7. 如圖6所示，勻強磁場的方向垂直于電路所在平面，導(dǎo)體棒ab與 ab在外力F作用下從左向右做勻加速直 線運動時，若不計摩擦和導(dǎo)線的電阻，整個過程中，燈泡L未被 燒毀，電容器C未被擊穿，則該過程中 (　　) 圖6 L的亮度變大

10、 C的上極板帶負電 解析：當導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時，由右手定則，導(dǎo)體 棒a端的電勢高，電容器C的上極板帶正電；由公式E＝Blv，感應(yīng)電動勢將變大，導(dǎo) 體棒兩端的電壓變大，燈泡L的亮度變大，由E＝U/d，電容器兩極板間的電場強度將 變大.故A、B正確，C、D錯. 答案：AB 8. 如圖7所示，E為電池，L是電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大 的線圈，D1、D2是兩個規(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).對于這個電路，下列說法中正確的是 (　　) 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

11、過D1、D2的電流大小不相等 C.閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定，D1熄滅，D2亮度始終不變 圖7 D.閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅 解析：開關(guān)S閉合的瞬間，線圈L可看做暫時的斷路，故通過兩燈泡的電流相等，且 同時亮，A對B錯；電路穩(wěn)定后，由于線圈直流電阻忽略不計，將燈泡D1短路，燈泡 D2獲得更多電壓，會更亮，C錯誤；若斷開開關(guān)S，此時線圈與燈泡D1構(gòu)成回路，繼 續(xù)對其供電，燈泡D1將閃亮一下后再逐漸熄滅，燈泡D2無法形成回路將立即熄滅，D 對. 答案：AD 9. (2009·福建高考)如圖8所示，固定放置在同

12、一水平面內(nèi)的兩根平行 長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置 處在豎直向上的磁感應(yīng)強度大小為Bm(質(zhì) 量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接 觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒 力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離l時，速度恰好達到最大(運動 圖8 過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻 不計，重力加速度大小為g.則此過程 (　　) R的電荷量為 F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量 F做的功與安培力做的功之和大于

13、桿動能的變化量 解析：當桿的速度達到最大時，安培力F安＝，桿受力平衡，故F－μmg－F安＝0， 所以v＝，選項A錯；流過電阻R的電荷量為q＝It＝＝， 選項B對；根據(jù)動能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代數(shù)和等于桿動能的變化 量，由于摩擦力做負功，所以恒力F、安培力做功的代數(shù)和大于桿動能的變化量，選項C錯D對. 答案：BD 10. (2010·佛山模擬)如圖9所示，金屬棒ab置于水平放置的U形 光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導(dǎo) 軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的 金屬圓環(huán)Lab在水平恒 力F作用下從磁場左邊界ef處由

14、靜止開始向右運動后，下列 說法正確的是 (　　) 圖9 L有收縮趨勢 L有擴張趨勢 解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abdc回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，通過圓環(huán)的磁通量將增大，由楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙通過圓環(huán)的磁通量的增大，A項正確；隨著金屬棒速度的增大，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、安培力隨之增大，故金屬棒所受合力逐漸減小，因此金屬棒向右運動的加速度減小，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

15、不斷減小，故D正確. 答案：AD 三、非選擇題(本題共2小題，共30分) 11.(14分)(2009·廣東高考)如圖10(a)所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0t1時間內(nèi)： 圖10 (1)通過電阻R1上的電流大小和方向； (2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量. 解析：(1)由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi)＝ 由法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝n＝nS，而S＝πr 由閉合電路歐姆定律

16、有I1＝ 聯(lián)立以上各式解得 通過電阻R1上的電流大小為I1＝ 由楞次定律可判斷通過電阻R1上的電流方向為從b到a (2)通過電阻R1上的電荷量q＝I1t1＝ 電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q＝IR1t1＝ 答案：(1)，b→a　(2)， 12. (16分)如圖11所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌，O是它們的交 點且接觸良好.兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強磁場中(圖中經(jīng)過O 點的虛線即為磁場的左邊界).導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接 觸，并在彈簧S的作用下沿導(dǎo)軌以速度v0 小為BO點時，彈簧恰好處于 原長，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m.求： 圖11 (1)導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過O點前，通過它的電流大?。? (2)彈簧的勁度系數(shù)k； (3)從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過O點開始直到它靜止的過程中，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量. 解析：(1)設(shè)棒ab在導(dǎo)軌之間的長度為l，由歐姆定律得I＝＝. (2)設(shè)O點到棒ab距離為x，則棒ab的有效長度l′＝2xtan30°＝x，因為棒ab做勻速運動，所以kx＝BIl′，所以k＝＝＝. (3)導(dǎo)體棒最終只能靜止于O點，故其動能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即Q＝mv，則Qab＝＝ 答案：(1)　(2)　(3)