(新課改省份專用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十三)法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流(含解析).doc
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課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十三) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流A級(jí)基礎(chǔ)小題練熟練快1(多選)如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時(shí)間,下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯 D取走線圈中的鐵芯解析:選AB當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí),金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱,使水溫升高。要縮短加熱時(shí)間,需增大渦電流,即增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻。增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。瓷杯不能產(chǎn)生渦電流,取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁性減弱,所以選項(xiàng)A、B正確,C、D錯(cuò)誤。2(2016北京高考)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是()AEaEb41,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向BEaEb41,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向CEaEb21,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向DEaEb21,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向解析:選B由楞次定律知,題中圓環(huán)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,故感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向。由法拉第電磁感應(yīng)定律知E,由于兩圓環(huán)半徑之比RaRb21,所以EaEb41,選項(xiàng)B正確。3.(2018德州模擬)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)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(chǎng)方向垂直于環(huán)面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0kt(k0)隨時(shí)間變化。t0時(shí),P、Q兩極板電勢(shì)相等,兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。經(jīng)時(shí)間t,電容器的P極板()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:選D磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,Q板帶正電,P板帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;由L2R,得R,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ESkR2,解得E,電容器上的電荷量QCE,B、C錯(cuò)誤,D正確。4.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)體桿,與ab垂直,其電阻也為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(垂直紙面向里)。現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小,下列說法正確的是()AUBlv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)R到dBUBlv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d經(jīng)R到bCMN受到的安培力大小FA,方向水平向右DMN受到的安培力大小FA,方向水平向左解析:選A根據(jù)電磁感應(yīng)定律,MN產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)EBlv,由于MN的電阻與外電路電阻相同,所以MN兩端的電壓UEBlv,根據(jù)右手定則,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)R到d,故A正確,B錯(cuò)誤;MN受到的安培力大小FABIlBl,方向水平向左,故C、D錯(cuò)誤。5.(2018河南洛陽(yáng)一中模擬)如圖所示為安檢門原理圖,左邊門框中有一通電線圈,右邊門框中有一接收線圈。工作過程中某段時(shí)間通電線圈中存在順時(shí)針方向均勻增大的電流(從左向右看),則()A無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流增大C有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化解析:選D當(dāng)左側(cè)線圈中通有不斷增大的順時(shí)針方向的電流時(shí),可知穿過右側(cè)線圈的磁通量向右,且增大,根據(jù)楞次定律,右側(cè)線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流,即使有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流方向仍然為逆時(shí)針,故A、C錯(cuò)誤;通電線圈中存在順時(shí)針方向均勻增大的電流,則通電線圈中的磁通量均勻增大,所以穿過右側(cè)線圈中的磁通量均勻增大,則磁通量的變化率是定值,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,接收線圈中的感應(yīng)電流不變,故B錯(cuò)誤;有金屬片通過時(shí),穿過金屬片中的磁通量發(fā)生變化,金屬片中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的方向與接收線圈中的感應(yīng)電流的方向相同,所以也會(huì)將該空間中的磁場(chǎng)的變化削弱一些,引起接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化,故D正確。6.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象,找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)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(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,可能的原因是()A電源的內(nèi)阻偏大 B線圈電阻偏大C小燈泡電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大解析:選B燈泡能否發(fā)生閃亮,取決于通過燈泡的電流有沒有增大,與電源的內(nèi)阻無關(guān),故A錯(cuò)誤。線圈電阻偏大,穩(wěn)定時(shí)流過燈泡的電流大于流過線圈的電流,斷開開關(guān)時(shí),根據(jù)楞次定律,流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小,燈泡不發(fā)生閃亮現(xiàn)象,故B正確。小燈泡電阻偏大,穩(wěn)定時(shí)流過燈泡的電流小于流過線圈的電流,斷開開關(guān)時(shí),根據(jù)楞次定律,流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小,燈泡將發(fā)生閃亮現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤。線圈的自感系數(shù)較大,產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大,但不能改變穩(wěn)定時(shí)燈泡和線圈中電流的大小,故D錯(cuò)誤。B級(jí)保分題目練通抓牢7(多選)(2019鹽城調(diào)研)如圖甲所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好,整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,MN始終保持靜止,則0t2時(shí)間()A電容器C的電荷量大小始終沒變B電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電CMN所受安培力的大小始終不變DMN所受安培力的方向先向右后向左解析:選AD由題圖乙可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì),由C可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,電容器的電壓U不變,則電荷量大小不變,故A正確;根據(jù)楞次定律可知MN中的感應(yīng)電流方向由N到M,電容器的a極板一直帶正電,故B錯(cuò)誤;感應(yīng)電流不變,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小先減小后增大,MN所受安培力FBIL,所以安培力的大小先減小后增大,方向先向右后向左,故C錯(cuò)誤,D正確。8(多選)如圖所示,一導(dǎo)線彎成直徑為d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(chǎng),方向垂直于回路所在的平面?;芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng),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(chǎng)為止,下列說法中正確的是()A感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EBdvD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值Bdv解析:選AD線圈進(jìn)磁場(chǎng)過程,垂直平面向里的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律“增反減同”,感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,選項(xiàng)A正確;CD端導(dǎo)線電流方向與磁場(chǎng)垂直,根據(jù)左手定則判斷,安培力豎直向下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線圈進(jìn)磁場(chǎng)切割磁感線的有效長(zhǎng)度是初、末位置的連線,進(jìn)磁場(chǎng)過程,有效切割長(zhǎng)度最長(zhǎng)為半徑,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值,選項(xiàng)D正確。9.(2019天津模擬)一匝由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線繞成的矩形導(dǎo)線框abcd固定不動(dòng),其中矩形區(qū)域efcd存在磁場(chǎng)(未畫出),磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t均勻變化,且k(k0)。已知abfc4L,bc5L,且L長(zhǎng)度的導(dǎo)線電阻為r,則導(dǎo)線框abcd中的電流為()A. B.C. D.解析:選A電路中的總電阻為R18r,電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES16kL2,導(dǎo)線框abcd中的電流為I,選項(xiàng)A正確。10(2019濟(jì)寧調(diào)研)如圖甲所示,一個(gè)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R1連接成閉合回路,線圈的半徑為r1。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(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示(規(guī)定圖甲中B的方向?yàn)檎较?。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0t1時(shí)間內(nèi):(1)通過電阻R1的電流大小和方向;(2)通過電阻R1的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。解析:(1)根據(jù)楞次定律可知,通過R1的電流方向?yàn)橛蒪到a。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,線圈中的電動(dòng)勢(shì)En根據(jù)閉合電路歐姆定律得,通過R1的電流I。(2)通過R1的電荷量qIt1R1上產(chǎn)生的熱量QI2R1t1。答案:(1)由b到a(2)C級(jí)難度題目適情選做11(多選)半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿,單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置,整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸。從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由確定,如圖所示。則()A0時(shí),桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BavB時(shí),桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BavC0時(shí),桿受到的安培力大小為D時(shí),桿受到的安培力大小為解析:選AD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBlv,其中l(wèi)為有效長(zhǎng)度,當(dāng)0時(shí),l2a,則E2Bav,選項(xiàng)A正確;當(dāng)時(shí),la,則EBav,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力大小的計(jì)算公式可得FBIl,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I,當(dāng)0時(shí),l2a,E2Bav,rR(2)aR0,解得F,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),la,EBav,rRaR0,解得F,故選項(xiàng)D正確。12(多選)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長(zhǎng)為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長(zhǎng)線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示,整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。下列說法正確的是()A金屬棒中電流從B流向AB金屬棒兩端電壓為Br2C電容器的M板帶負(fù)電D電容器所帶電荷量為CBr2解析:選AB根據(jù)右手定則可知金屬棒中電流從B流向A,選項(xiàng)A正確;金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBrBr2,切割磁感線的金屬棒相當(dāng)于電源,金屬棒兩端電壓相當(dāng)于電源的路端電壓,因而UEBr2,選項(xiàng)B正確;金屬棒A端相當(dāng)于電源正極,電容器M板帶正電,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由C可得電容器所帶電荷量為QCBr2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13.(2019淮北模擬)如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為d,導(dǎo)軌所在平面與水平面成角,M、P間接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)軌所在平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m、阻值為r、長(zhǎng)度為d的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下,以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直并且保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g。求:(1)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;(2)通過電阻R的電流I;(3)拉力F的大小。解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得EBdv。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得I。(3)金屬棒的受力情況如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律有FF安mgsin 0,又因?yàn)镕安BId,所以Fmgsin 。答案:(1)Bdv(2)(3)mgsin- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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