2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 27《法拉第電磁感應(yīng)定律自感、渦流》試題

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 27《法拉第電磁感應(yīng)定律自感、渦流》試題 1.如圖所示,讓線圈由位置1通過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)到位置2,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中有感應(yīng)電流,而且進(jìn)入時(shí)的速度越大,感應(yīng)電流越大 B.整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,而且感應(yīng)電流是恒定的 C.整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,而且感應(yīng)電流越來(lái)越大 D.線圈穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中有感應(yīng)電流,而且感應(yīng)電流越來(lái)越大 2.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象,自己找來(lái)帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所

2、示的電路.檢查電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因.你認(rèn)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 3.(xx·四川六校聯(lián)考)某合作探究學(xué)習(xí)小組在探究線圈中感應(yīng)電流的影響因素時(shí),設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,讓一個(gè)閉合圓線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈的軸線與磁場(chǎng)方向成30°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.若把線圈的匝數(shù)增大一倍,線

3、圈內(nèi)感應(yīng)電流大小變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B.若把線圈的面積增大一倍,線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C.改變線圈軸線與磁場(chǎng)方向的夾角大小,線圈內(nèi)感應(yīng)電流可能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D.把線圈的半徑增大一倍,線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 4.如圖所示，L為自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2、D3為三個(gè)完全相同的燈泡，E為內(nèi)阻不計(jì)的電源，在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后D1、D2兩燈的電流分別為I1、I2，當(dāng)時(shí)刻為t1時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，若規(guī)定電路穩(wěn)定時(shí)流過(guò)D1、D2的電流方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t下圖能正確定性描述燈泡D1、D2中的電流i1、i2隨時(shí)間t變化關(guān)系的是（ ）

4、 5.一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空,該處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向的分量為B,螺旋架葉片的長(zhǎng)度為l,螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f,順著地磁場(chǎng)的方向看,螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).螺旋槳葉片的近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b,如圖所示.如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離,用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則(　　) A.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) C.E=πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D.E=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 6.(xx·云南部分名校高三期末統(tǒng)考)如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒

5、水平拋出，在整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在空中飛行過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小( ) A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.保持不變 D.無(wú)法判斷 7.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(dǎo)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,如圖甲所示.有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面,規(guī)定向紙內(nèi)為正方向,變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)、電荷量為q的靜止微粒,則以下說(shuō)法正確的是(　　) 甲 乙 A.第2s內(nèi)上極板為正極 B.第3s內(nèi)上極板為負(fù)極 C.第2s末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置

6、 D.第3s末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 8.如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線).兩線圈在距磁場(chǎng)上界面h高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界.設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計(jì)空氣阻力，則（ ） A.v1＜v2，Q1＜Q2 B.v1＝v2，Q1＝Q2 C.v1＜v2，Q1＞Q2 D.v1＝v2，Q1＜Q2 9.

7、如圖,勻強(qiáng)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的線框.將線框固定于紙面內(nèi),其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中.求導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小和方向. 10.如圖(1)所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)半徑為r=0.1m的有20匝的線圈套在輻射狀永久磁鐵槽中,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布,如圖(1)所示.在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2T,線圈的電阻為2Ω,它的引出線接有8Ω的小燈泡L.外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈做往復(fù)運(yùn)動(dòng),便有電流通過(guò)小燈泡.當(dāng)線圈向右的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(2)所示時(shí),

8、取x向右為正,試求: 圖(1) 圖(2) 圖(3) (1)在圖(3)中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象〔在圖(1)中取電流經(jīng)L由C→D為正〕. (2)每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的作用力大小. (3)該發(fā)電機(jī)輸出的功率(摩擦等損耗不計(jì)). 參考答案 1.解析:線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流,而且進(jìn)入時(shí)的速度越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,感應(yīng)電流越大,A項(xiàng)對(duì);整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中無(wú)論是勻速、加速還是減速運(yùn)動(dòng),磁通量都不發(fā)生變化,線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、C兩項(xiàng)錯(cuò);線圈穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流,感應(yīng)電流

9、大小與運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān),勻速運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流不變,加速運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流增大,D項(xiàng)錯(cuò). 答案:A 2.解析:開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)延時(shí)熄滅現(xiàn)象的顯著程度取決于電路閉合時(shí)線圈L中的電流I1和燈泡A中電流I2的大小關(guān)系.當(dāng)I1比I2大時(shí),開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),燈泡會(huì)先亮一下,再熄滅.I1比I2大得越多,燈泡的延時(shí)熄滅現(xiàn)象越顯著.電路閉合時(shí)線圈L和小燈泡A并聯(lián),由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,線圈電阻偏大時(shí),I1就偏小,延時(shí)現(xiàn)象就不明顯,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;電源內(nèi)阻的大小對(duì)電流I1和I2的大小關(guān)系沒(méi)有影響,A項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈的自感系數(shù)大,產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也大,阻礙作用就越強(qiáng),小燈泡熄滅的時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案:C 3.解析:由法拉第

10、電磁感應(yīng)定律E=nS可知,若線圈的匝數(shù)增大一倍,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈的總電阻都增大一倍,線圈中的電流不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若線圈的面積增大一倍,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大一倍,但線圈的電阻增大,線圈內(nèi)的感應(yīng)電流并不是原來(lái)的2倍,B項(xiàng)錯(cuò)誤;E=nScos30°,故無(wú)論如何改變線圈軸線與磁場(chǎng)的方向夾角,都不可能使線圈內(nèi)的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若線圈的半徑增大一倍,則面積是原來(lái)的4倍,電阻是原來(lái)的2倍,線圈內(nèi)感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,D項(xiàng)正確. 答案:D 4.解析：在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，D1中電流逐漸增大到I1，當(dāng)時(shí)刻為t1時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，由于線圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，電流與原電流方向相同，則A

11、、B錯(cuò)誤；在t＝0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，D1中電流不能立即達(dá)到最大，導(dǎo)致D2中電流先由最大逐漸減小到I2穩(wěn)定，當(dāng)時(shí)刻為t1時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，L、D1和D2構(gòu)成閉合回路，D2中電流方向與原來(lái)方向相反，且逐漸減小到零，所以C錯(cuò)誤，D正確. 答案：D 5.解析:螺旋漿是葉片圍繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Bl(ωl)= B(2πf)·l2=πfl2B,由右手定則判斷出b點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)電勢(shì)高.所以A項(xiàng)正確. 答案:A 6.解析：當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E＝Blv，其中v指的是導(dǎo)體沿垂直于磁場(chǎng)方向的分速度大小，對(duì)應(yīng)于本題金屬棒水平方向的分速度v0，所以導(dǎo)體棒在空中飛行過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

12、大小E＝Blv0，大小保持不變. 答案：C 7.解析:0~1s內(nèi),由楞次定律可知,金屬板上極板帶負(fù)電,下極板帶正電,若微粒帶正電,則微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向上而向上做勻加速運(yùn)動(dòng).1~2s內(nèi),由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,若微粒帶正電,則微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向下而向上做勻減速運(yùn)動(dòng),2s末速度減小為零.2~3s內(nèi),由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,若微粒帶正電,則微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向下而向下做勻加速運(yùn)動(dòng).兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=.3~4s內(nèi),由楞次定律可知,金屬板上極板帶負(fù)電,下極板帶正電,若微粒帶正電,則微粒所受電場(chǎng)力方向豎直向上而向下做勻減速運(yùn)動(dòng)

13、,4s末速度減小為零,同時(shí)回到了原來(lái)的位置.A項(xiàng)正確. 答案:A 8.解析：設(shè)線圈邊長(zhǎng)為l，導(dǎo)線橫截面積為S，電阻率為ρ，密度為ρ0，在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中某點(diǎn)速度為v，則a＝g-＝g-，而m＝ρ0·S·4l，R＝，即mR＝16ρρ0l2(定值)，則a與線圈的橫截面積、線圈質(zhì)量無(wú)關(guān)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得v1＝v2；設(shè)磁場(chǎng)高度為H，線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量，全過(guò)程由功能關(guān)系得Q＝mg(H＋h)-，質(zhì)量大的線圈產(chǎn)生熱量多，即Q1＜Q2，選項(xiàng)D正確. 答案：D 9.解析:線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=l2|k|① 在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=② R=ρ③ 聯(lián)立①②③得I= 因?yàn)?k,k為負(fù)的

14、常量,故穿過(guò)方框的磁通量減少,根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)是垂直紙面向里,感應(yīng)電流方向是順時(shí)針?lè)较? 答案:　 順時(shí)針?lè)较? 10.解析:(1)從題圖(2)可以看出,線圈往返的每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度為v=m/s=0.8m/s 線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=nBLv=nBv2πr=20×0.2×0.8×2×3.14×0.1V=2 V 感應(yīng)電流I=A=0.2 A 根據(jù)右手定則可得,當(dāng)線圈沿x正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)樨?fù),可得到如圖所示的圖象. (2)由于線圈每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),所以每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中推力須等于安培力,即F=F安=nBIL=nBI2πr=20×0.2×0.2×2×3.14×0.1N=0.5 N (3)發(fā)電機(jī)的輸出功率即小燈泡的電功率P=I2R2=0.22×8W=0.32 W. 答案:(1)見(jiàn)解析圖　(2)0.5N　(3)0.32 W