2022-2023學(xué)年高中物理 暑假作業(yè) 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感、渦流 新人教版選修3-2

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1、2022-2023學(xué)年高中物理 暑假作業(yè) 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感、渦流 新人教版選修3-2 一、單選題 1.如圖所示,用粗細(xì)均勻的阻值為R的金屬絲做成面積為S的圓環(huán),它有一半處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里、磁場均勻變化、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,則下列說法正確的是( ) A.圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 C.圖中a、b兩點(diǎn)間的電壓大小為kS D.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為kS/2R 2.如圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體

2、桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v(如圖)做勻速運(yùn)動.令U表示MN兩端電壓的大小,則( ) A. 流過固定電阻的感應(yīng)電流由到 B. 流過固定電阻的感應(yīng)電流由到 C. ,流過固定電阻的感應(yīng)電流由到 D. ,流過固定電阻的感應(yīng)電流由到 3.如圖所示,A、B兩閉合線圈由同樣長度、同種材料的導(dǎo)線繞成,A為10匝,B為20匝,半徑為,勻強(qiáng)磁場只分布在B線圈內(nèi)。若磁場均勻地減弱,則( ) A.A中無感應(yīng)電流,B中有感應(yīng)電流 B.A中有感應(yīng)電流,B中無感應(yīng)電

3、流 C.A、B中感應(yīng)電動勢之比為1:2 D.A、B中感應(yīng)電流之比為2:1 4.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化的關(guān)系如圖所示,在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時(shí)間是( ) A.0~2s B.2~4s C.4~6s D.6~8s 5.如圖所示,兩塊水平放置的金屬板距離為d,用導(dǎo)線、開關(guān)K 與一個(gè)n匝的線圈連接,線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小壓力傳感器,壓力傳感器上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q 的小球,K 斷開時(shí)傳感器上有示數(shù),K閉合穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數(shù),則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變

4、化率分別是( ) A.正在增加, B.正在減弱, C.正在增加, D.正在減弱, 6.有一個(gè)n匝的圓形線圈,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁感線成30°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,線圈導(dǎo)線的規(guī)格不變,下列方法可使線圈中的感應(yīng)電流增加一倍的是( ) A.將線圈匝數(shù)增加一倍 B.將線圈面積增加一倍 C.將線圈半徑增加一倍 D.將線圈平面轉(zhuǎn)至跟磁感線垂直的位置 二、多選題 7.磁電式儀表的線圈通常用鋁框作骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是( ) A.防止渦流而設(shè)計(jì)的 B.利用渦流而設(shè)計(jì)的 C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅(qū)動的作用 8.如

5、圖甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖,以下說法正確的是( ) A.線圈匝數(shù) B.線圈匝數(shù) C.甲圖中的電表是電壓表,乙圖中的電表是電流表 D.甲圖中的電表是電流表,乙圖中的電表是電壓表 9.穿過一個(gè)電阻為1,線圈面積為1的單匝閉合線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒鐘均勻地減少2,即,則(?? ) A. 線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少2 B. 線圈中的感應(yīng)電動勢一定是2 C. 線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒鐘減少2 D. 線圈中的感應(yīng)電流一定是2 10.下列哪些措施是為了防止渦流的危害(?? ) A.電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B.磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在

6、鋁框上 C.變壓器的鐵芯不做成整塊,而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成 D.變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層 11.如圖所示,電阻和面積一定的圓形線圈垂直放入勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為B=B0sinωt.下列說法正確的是( ) A.當(dāng)時(shí),線圈中的感應(yīng)電流最大 B.線圈中產(chǎn)生的是交流電 C.若增大ω,則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的頻率隨之增大 D.若增大ω,則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的功率隨之增大 12.如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1Ω,線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的阻值,把線圈放入一方向垂直線

7、圈平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是( ) A.線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 B.電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大 C.線圈電阻r消耗的功率為4×10-4W D.前4s內(nèi)通過R的電荷量為8×10-2C 13.如圖所示電路中,A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)理想電感線圈,當(dāng)S閉合與斷開時(shí),A、B燈的情況是( ) A.S閉合時(shí),B立即亮,然后逐漸變亮 B.S閉合時(shí),A、B立即亮,然后A逐漸熄滅 C.S斷開后,A、B立即熄滅 D.S斷開后,B立即熄滅,A比B后熄滅 三、計(jì)算題 14.圖甲所示,水平放置的線圈匝數(shù)匝,直徑

8、,電阻,線圈與阻值的電阻相連.在線圈的中心有一個(gè)直徑的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化,規(guī)定垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较?試求: （1）.電壓表的示數(shù); （2）.若撤去原磁場,在圖中虛線的右側(cè)空間加磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向里,將線圈向左拉出磁場的過程中,求通過電阻上的電荷量. 15.一個(gè)匝數(shù)為n=200的矩形線圈abcd位于勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度大小為B=0.8T、初始位置如圖所示(線圈平面和磁場方向平行),線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω=5rad/s,已知ab邊L1=15cm,ad邊L2=10cm,線圈的總電阻是R=100Ω.求: （1）. 線

9、圈轉(zhuǎn)動過程中的感應(yīng)電動勢的最大值 （2） 線圈從初始位置開始,轉(zhuǎn)過90°角的過程中,通過導(dǎo)線截面的電量 （3）.線圈轉(zhuǎn)動1分鐘內(nèi)外力所做的功 參考答案 一、單選題 1.答案：D 解析：試題分析:本題考查了電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合,對于這類問題要明確誰是電源,電源的正負(fù)極以及外電路的組成,本題中在磁場中的半圓磁通量發(fā)生變化,因此為電源,根據(jù)楞次定律可以判斷電流方向;外電路為另一半圓與之串聯(lián),因此電路的內(nèi)外電阻相同,注意ab兩點(diǎn)之間電壓為路端電壓 由于磁場均勻增大,線圈中的磁通量變大,根據(jù)楞次定律可知線圈中電流為逆時(shí)針,同時(shí)為了阻礙磁通量的變化,線圈將有收縮的趨勢,故AB錯(cuò)誤; 根

10、據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得電動勢為: ab兩端電壓為:,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;所以電流為:, 故D正確.故選D. 點(diǎn)評:正確應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律以及閉合電路歐姆定律是解本題的關(guān)鍵,本題易錯(cuò)點(diǎn)一是求電動勢時(shí)容易誤認(rèn)為面積為圓的面積,二是求ab兩點(diǎn)之間電壓時(shí)誤求成電動勢. 2.答案：A 3.答案：C 4.答案：C 5.答案：D 6.答案：D 二、多選題 7.答案：BC 解析：線圈通電后,在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動,鋁框隨之轉(zhuǎn)動,并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,就是渦流.渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動,使線圈偏轉(zhuǎn)后較快停下來.所以這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用. 8.答案：BC 9.答案：BD 解析：根據(jù); 10.答案：CD 11.答案：BCD 12.答案：CD 13.答案：AB 三、計(jì)算題 14.答案：（1）. （2）. 解析：（1）.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得 則感應(yīng)電流為: 則電壓表的示數(shù)為: （2）.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,平均感應(yīng)電流為 通過電阻R的電量為: 將線圈拉出磁場,磁通量的變化量為定量,則代入數(shù)據(jù)得: 15.答案：（1）.感應(yīng)電動勢的最大值為Em=NBSω=12V （2）.感應(yīng)電動勢平均值為感應(yīng)電流平均值為通過導(dǎo)線截面的電量聯(lián)立得到 （3）.