《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)27 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流(含解析).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)27 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流(含解析).doc(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)27 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流(含解析)
一、單項選擇題
1.
某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象,自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導線將它們連接成如圖所示的電路.檢查電路后,閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因.你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是( )
A.電源的內(nèi)阻較大 B.小燈泡電阻偏大
C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大
解析:閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定燈泡正常發(fā)光時,如果自感線圈L的電阻比燈泡的電阻大,則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA小,當開關(guān)S斷開時,由于自感現(xiàn)象,L和A構(gòu)成回路使L和A中的電流從IL開始減小,因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象,C正確.
答案:C
2.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,如圖甲所示,磁感線的方向與導線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則( )
A.在0~t1時間內(nèi),導線框中電流的方向為adcba
B.在0~t1時間內(nèi),導線框中電流越來越小
C.在t1~t2時間內(nèi),導線框中電流越來越大
D.在t1~t2時間內(nèi),導線框bc邊受到安培力大小保持不變
解析:在0~t1時間內(nèi),垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度減小,磁通量減小,根據(jù)楞次定律可判斷,導線框內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,A正確;由公式E==S,I=,由于磁場均勻減小,為一恒定值,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變,B、C錯誤;磁感應(yīng)強度B均勻變化,由公式F=BILbc知,bc邊受的安培力是變化的,D錯誤.
答案:A
3.風速儀的簡易裝置如圖甲所示,風杯在風力作用下帶動與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動,線圈中的感應(yīng)電流隨風速的變化而變化.風速為v1時,測得線圈中的感應(yīng)電流隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示:若風速變?yōu)関2,且v2
φA,即C點的電勢高于A點的電勢;金屬導線切割磁感線的有效長度為Lsinθ,所以導線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=B(Lsinθ)2ω=BL2ωsin2θ,B正確.
答案:B
5.半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接,兩板間距為d且足夠?qū)挘鐖D甲所示.有一變化的磁場垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻平行金屬板間有一重力不計、電荷量為q的靜止微粒,則以下說法正確的是( )
A.第2 s內(nèi)上極板為正極
B.第3 s內(nèi)上極板為負極
C.第2 s末微?;氐皆瓉淼奈恢?
D.第3 s末兩極板間的電場強度大小為
解析:由楞次定律得第1 s內(nèi)下極板為正極,第2 s和第3 s內(nèi)上極板為正極,A正確,B錯誤;在第1 s內(nèi)微粒向某極板做勻加速運動,第2 s內(nèi)向同一極板做勻減速直線運動,第2 s末速度為零,C錯誤;第2 s末兩極板之間的電壓為E==S=0.1πr2,電場強度為,D錯誤.
答案:A
二、多項選擇題
6.如圖所示,勻強磁場的方向垂直于電路所在平面向里,導體棒ab與電路接觸良好.當導體棒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( )
A.感應(yīng)電動勢將變大
B.燈泡L的亮度變大
C.電容器C的上極板帶負電
D.電容器兩極板間的電場強度將減小
解析:當導體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時,由右手定則知,導體棒a端的電勢高,電容器C的上極板帶正電;由公式E=Blv知,感應(yīng)電動勢將變大,導體棒兩端的電壓變大,燈泡L的亮度變大,由于場強E=,電容器兩極板間的電場強度將變大.綜上可知,A、B正確,C、D錯誤.
答案:AB
7.
如圖所示,A、B是完全相同的兩個小燈泡,L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈,下列說法中正確的是( )
A.電鍵S閉合瞬間,A、B同時發(fā)光,隨后A燈變暗直至熄滅,B燈變亮
B.電鍵S閉合瞬間,B燈亮,A燈不亮
C.斷開電鍵S的瞬間,A、B燈同時熄滅
D.斷開電鍵S的瞬間,B燈立即熄滅,A燈突然亮一下再熄滅
解析:因線圈的自感系數(shù)很大,電阻可忽略,故閉合電鍵瞬間,線圈對電流的阻礙作用極大,相當于斷路,故A、B燈同時發(fā)光,且亮度相同,當穩(wěn)定后,線圈相當于導線,A燈短路,B燈電壓為電源電壓,亮度比閉合瞬間更亮;斷開電鍵瞬間,B燈立即熄滅,而線圈中的電流不會立即消失,線圈相當于一個電源使A燈中會有一短暫電流,從而使A燈會亮一下再熄滅.綜上可知,A、D正確,B、C錯誤.
答案:AD
8.
如圖所示,在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均勻?qū)Ь€制成的單匝矩形線框abcd,線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動,運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行,線框邊長ad=l,cd=2l.線框?qū)Ь€的總電阻為R.則在線框離開磁場的過程中,下列說法中正確的是( )
A.流過線框截面的電量為
B.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
C.線框所受安培力的合力為
D.a(chǎn)d間的電壓為
解析:線框離開磁場的過程中,感應(yīng)電動勢E=2Blv,由電路知識可知ad間的電壓為,線框所受安培力的合力為F=BI(2l)=,產(chǎn)生的總熱量Q=I2Rt,t=,Qad=,所以Qad=,通過的電量q==.綜上可知,A、B、D正確,C錯誤.
答案:ABD
三、非選擇題
9.如圖甲所示,光滑導軌寬0.4 m,ab為金屬棒,均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面,磁場的變化情況如圖乙所示,金屬棒ab的電阻為1 Ω,導軌電阻不計.t=0時刻,ab棒從導軌最左端,以v=1 m/s的速度向右勻速運動,求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力.
解析:Φ的變化有兩個原因,一是B的變化,二是面積S的變化,顯然這兩個因素都應(yīng)當考慮在內(nèi),所以有
E==S+Blv
又=2 T/s,
在1 s末,B=2 T,S=lvt=0.411 m2=0.4 m2
所以1 s末,E=S+Blv=1.6 V,
此時回路中的電流
I==1.6 A
根據(jù)楞次定律與右手定則可判斷出電流方向為逆時針方向
金屬棒ab受到的安培力為F=BIl=21.60.4 N=1.28 N,方向向左.
答案:1.6 A 1.28 N,方向向左
10.如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一扇形金屬框abc,其半徑為r,ac邊與y軸重合,bc邊與x軸重合,且c位于坐標原點,ac邊與bc邊的電阻不計,圓弧ab上單位長度的電阻為R,金屬桿MN長度為L,放在金屬框abc上,MN與ac邊緊鄰且重疊部分的電阻為R0.磁感應(yīng)強度B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面.現(xiàn)對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以c點為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω.求:
(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度θ間的關(guān)系.
(2)整個電路消耗電功率的最小值是多少?
解析:(1)電路中感應(yīng)電動勢E=Br2ω
當MN桿轉(zhuǎn)過角度為θ時電路總電阻
R總=R0+=R0+
桿中電流I與桿轉(zhuǎn)過的角度θ的關(guān)系為
I==
(2)由于總電阻
R總=R0+=R0+(-2θ2+πθ)
當θ=時,總電阻R總有最大值.
此時,R總=R0+
電路消耗電功率的最小值是P==
答案:(1)I= (2)
11.
如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi),間距為l,導軌左端連接一個電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導軌上.在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應(yīng)強度為B.對桿施加一個大小為F、方向平行于導軌的恒力,使桿從靜止開始運動,已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v,之后進入磁場恰好做勻速運動.不計導軌的電阻,假定導軌與桿之間存在恒定的阻力.求:
(1)導軌對桿ab的阻力大小Ff;
(2)桿ab中通過的電流I及其方向;
(3)導軌左端所接電阻的阻值R.
解析:(1)桿進入磁場前做勻加速運動,設(shè)加速度為a,由牛頓第二定律有F-Ff=ma
由運動學公式,有v2-0=2ad
解得導軌對桿的阻力Ff=F-
(2)桿進入磁場后做勻速運動,由受力平衡有F=Ff+FB
桿ab所受的安培力FB=IBl
解得桿ab中通過的電流I=
由右手定則可知,桿中的電流方向自a流向b.
(3)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv
桿中的感應(yīng)電流I=
解得導軌左端所接電阻阻值R=-r
答案:(1)F- (2) 由a流向b
(3)-r
鏈接地址:http://m.kudomayuko.com/p-3259076.html