2011課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第二課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律自感練習(xí)

2011金版新學(xué)案高三物理一輪復(fù)習(xí) 第二課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律自感練習(xí)1如右圖所示為日光燈電路，關(guān)于該電路，以下說法中正確的是()A啟動(dòng)過程中，啟動(dòng)器斷開瞬間鎮(zhèn)流器L產(chǎn)生瞬時(shí)高電壓B日光燈正常發(fā)光后，鎮(zhèn)流器L使燈管兩端電壓低于電源電壓C日光燈正常發(fā)光后啟動(dòng)器是導(dǎo)通的D圖中的電源可以是交流電源，也可以是直流電源【解析】啟動(dòng)過程中，啟動(dòng)器斷開瞬間，流過鎮(zhèn)流器的電流迅速減小，由于自感，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，形成瞬時(shí)高壓，A對(duì)正常發(fā)光時(shí)，由于自感作用，鎮(zhèn)流器起到降壓限流作用，使燈管兩端電壓低于電源電壓，B對(duì)當(dāng)日光燈正常工作時(shí)，啟動(dòng)器已斷開，C錯(cuò)只有交流電才能通過鎮(zhèn)流器起作用，D錯(cuò)【答案】AB2如右圖所示，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(gè)極板，磁場垂直環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t電容器P板()A不帶電B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是D帶負(fù)電，電荷量是【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律ESKS，而S，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量QEC；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確【答案】D3如右圖所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，表面光滑，處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面，以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，欲使棒PQ停下來，下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長，棒PQ有電阻)()A在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒B在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比棒PQ大的金屬棒C將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來D將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接起來【解析】在PQ棒右側(cè)放金屬棒時(shí)，回路中會(huì)有感應(yīng)電流，使金屬棒加速，PQ棒減速，當(dāng)獲得共同速度時(shí)，回路中感應(yīng)電流為零，兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí)，PQ的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而最終靜止，C、D選項(xiàng)正確【答案】CD4(2010年北京東城區(qū)第一次模擬)如右圖所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈L的電阻不計(jì)，以下判斷正確的是()A閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為EB閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電C斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶正電D斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶負(fù)電【解析】由題意及自感現(xiàn)象規(guī)律可知，當(dāng)開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定后，電容器與線圈L并聯(lián)，由于線圈的直流電阻不計(jì)，所以兩端電壓為零，故A、B錯(cuò)誤；斷開S的瞬間，由自感規(guī)律可知，線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流的方向與原電流的方向一致，因而電容器的a極板將帶正電，故C正確【答案】C5如右圖所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強(qiáng)磁場垂直于ab棒斜向下從某時(shí)刻開始磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，同時(shí)施加一個(gè)水平外力F使金屬棒ab保持靜止，則F()A方向向右，且為恒力B方向向右，且為變力C方向向左，且為變力 D方向向左，且為恒力【解析】根據(jù)楞次定律，B減小時(shí)，磁通量減小，為阻礙減小，ab產(chǎn)生向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故外力方向向左再根據(jù)電磁感應(yīng)定律，E，B均勻減小，故不變，E不變，I不變F安BIL均勻減小，故F為變力【答案】C6如右圖所示，MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為L，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為()AIBICI DI【解析】導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小題中L的有效長度為，故EBv.據(jù)閉合電路歐姆定律得I.【答案】B7如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aOb(在紙面內(nèi))，磁場方向垂直于紙面向里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于Oa、Ob放置保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)現(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程：以速率v移動(dòng)d，使它與Ob的距離增大一倍再以速率v移動(dòng)c，使它與Oa的距離減小一半然后，再以速率2v移動(dòng)c，使它回到原處最后以速率2v移動(dòng)d，使它也回到原處設(shè)上述四個(gè)過程中通過電阻R的電荷量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4，則()AQ1Q2Q3Q4 BQ1Q22Q32Q4C2Q12Q2Q3Q4 DQ1Q2Q3Q4【解析】題目中要求各個(gè)過程中通過電阻R的電荷量，由法拉第電磁感應(yīng)定律知qtttn，在此題中，B是不變的，BS，只要分析清楚各個(gè)過程中回路面積的變化即可，與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)如下圖所示，各個(gè)過程中S的變化用陰影表示，易發(fā)現(xiàn)這個(gè)面積都是相等的【答案】A8如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmBavD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值Bav【解析】根據(jù)楞次定律可判定閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向始終不變，A項(xiàng)正確；CD段電流方向是D指向C.根據(jù)左手定則可知，CD段受到安培力，且方向豎直向下，B錯(cuò)；當(dāng)有一半進(jìn)入磁場時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，EmBav，C對(duì)；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E，D也對(duì)【答案】ACD9如下圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L0.2 m，電阻R0.4 ，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.1 的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，求：(1)金屬桿在5 s末的運(yùn)動(dòng)速率；(2)第4 s末時(shí)外力F的功率【解析】(1)因?yàn)椋篣RBLv/(Rr)所以：，即a0.5 m/s2金屬棒做加速度為0.5 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)v5at52.5 m/s.(2)v4at42 m/s此時(shí)：I0.4 A，F(xiàn)安BIL0.04 N對(duì)金屬棒：FF安ma，F(xiàn)0.09 N故：PFFv40.18 W.【答案】(1)2.5 m/s(2)0.18 W10(2009年高考全國卷)如右圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(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、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框?qū)⒎娇蚬潭ㄓ诩埫鎯?nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中求：(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??；(2)磁場對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率【解析】(1)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E l2B 導(dǎo)線框中的電流為I 式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有R 聯(lián)立式，將k代入得I(2)導(dǎo)線框所受磁場的作用力的大小為FBIl它隨時(shí)間的變化率為Il由以下聯(lián)立可得.【答案】(1)(2)11如下圖所示，在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個(gè)匝數(shù)n10匝的圓形線圈，其總電阻R3.14 、總質(zhì)量m0.4 kg、半徑r0.4 m如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后在線圈的水平直徑以下的區(qū)域中，加上垂直斜面方向的，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如下圖所示規(guī)律變化的磁場(提示：通電半圓導(dǎo)線受的安培力與長為直徑的直導(dǎo)線通同樣大小的電流時(shí)受的安培力相等)問：(1)剛加上磁場時(shí)線圈中的感應(yīng)電流大小I.(2)從加上磁場開始到線圈剛要運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的熱量Q.(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2.)【解析】(1)由閉合電路的歐姆定律I由法拉第電磁感應(yīng)定律En由圖，0.5 T/SSr2聯(lián)立解得I0.4 A.(2)設(shè)線圈開始能勻速滑動(dòng)時(shí)受的滑動(dòng)摩擦力為F，則mgsin 37°F加變化磁場后線圈剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)nBILmgsin 37°F，其中L2r由圖象知BB0kt10.5t由焦耳定律QI2Rt聯(lián)立解得Q0.5 J.【答案】(1)0.4 A(2)0.5 J12如右圖所示，矩形導(dǎo)線圈邊長分別為L1、L2，共有N匝，內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于線圈所在平面向里，線圈通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為L.t0時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻變化，同時(shí)一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從兩板間的中點(diǎn)以水平初速度v0向右進(jìn)入兩板間，不計(jì)重力，若該粒子恰能從上板的右端射出，則：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率k多大？(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？(3)兩板間電場對(duì)帶電粒子做的功為多少？【解析】(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。篘NL1L2NL1L2k兩板間電壓：U粒子在兩板間的加速度：a設(shè)粒子通過平行金屬板的時(shí)間為t0，則有Lv0t0at聯(lián)立解得：k.(2)由題意可知磁感應(yīng)強(qiáng)度是逐漸增大的，則有：BB0t.(3)電場力對(duì)帶電粒子所做的功為WqU聯(lián)立解得：W.【答案】(1)(2)B0(3)