(江蘇專版)2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 第二講 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律課前自測診斷卷(含解析).doc
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楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律考點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.考查楞次定律及其應(yīng)用多選(2018全國卷)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()A在t時為零B在t時改變方向C在t時最大,且沿順時針方向D在tT時最大,且沿順時針方向解析:選AC在t時,交流電圖線斜率為0,即磁場變化率為0,由ES知,E0,故A正確。在t和tT時,圖線斜率最大,在t和tT時感應(yīng)電動勢最大。在到之間,電流由Q向P減弱,導(dǎo)線在R處產(chǎn)生垂直紙面向里的磁場,且磁場減弱,由楞次定律知,R產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向也垂直紙面向里,則R中感應(yīng)電動勢沿順時針方向,同理可判斷在到T時,R中電動勢也為順時針方向,在T到T時,R中電動勢為逆時針方向,C正確,B、D錯誤。2考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用在勻強(qiáng)磁場中,有一個接有電容器的單匝導(dǎo)線回路,如圖所示,導(dǎo)線回路與勻強(qiáng)磁場垂直,磁場方向垂直紙面向里,磁場均勻地增強(qiáng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率5102T/s,電容器電容C60 F,導(dǎo)線回路邊長L18 cm,L25 cm。則電容器上極板()A帶正電,電荷量是1.2104 CB帶負(fù)電,電荷量是1.2104 CC帶正電,電荷量是1.2108 CD帶負(fù)電,電荷量是1.2108 C解析:選C根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電動勢的方向是逆時針方向,則上極板帶正電。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E51020.050.08 V2104 V,電容器帶電荷量為QCUCE61052104 C1.2108 C,故C正確,A、B、D錯誤。3考查感生電動勢多選在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n1 250匝,橫截面積S20 cm2,螺旋管導(dǎo)線電阻r1 ,R14 ,R25 ,C20 F。在一段時間內(nèi),豎直向下穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化,下列說法正確的是()A螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 000 VB閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,電容器下極板帶負(fù)電C閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,通過電阻R1的電流為0.1 AD閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,再斷開S,以后流經(jīng)R2的電荷量為1.0105 C解析:選CD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:EnnS1 25020104 V1.0 V,故A錯誤; 根據(jù)楞次定律可知回路中產(chǎn)生的電流方向是逆時針,所以電容器下極板帶正電,故B錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I A0.1 A,故C正確;S斷開后,流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時電容器極板上所帶的電荷量Q,電容器兩端的電壓:UIR20.15 V0.5 V,流經(jīng)R2的電荷量:QCU201060.5 C1.0105 C,故D正確。4考查動生電動勢與楞次定律多選如圖甲所示,一寬為l的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向里。一個邊長為a(la)的正方形導(dǎo)線框ABCD位于紙面內(nèi),以垂直于磁場邊界的恒定速度v通過該磁場區(qū)域,導(dǎo)線框電阻為R。在運(yùn)動過程中,線框有一條邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行,取線框剛進(jìn)入磁場的時刻t0,線框中感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的It圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A在第1 s內(nèi),線框中感應(yīng)電流為逆時針方向,大小恒定為0.3 AB在第2 s內(nèi),穿過線框的磁通量最大,感應(yīng)電流大小恒定為0.6 AC在第3 s內(nèi),線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向,大小恒定為0.3 AD在第1 s內(nèi),線框中C點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢,感應(yīng)電流大小為0解析:選AC在第1 s內(nèi),線框向磁場中運(yùn)動,穿過線框的磁通量均勻增加,感應(yīng)電流為逆時針方向(取為正方向),電流大小恒定,由題圖乙可知I0.3 A,選項A正確;在第2 s內(nèi),整個線框在磁場中運(yùn)動,穿過線框的磁通量最大且不變,沒有感應(yīng)電流,選項B錯誤;在第3 s內(nèi),線框從磁場中出來,磁通量均勻減小,感應(yīng)電流為順時針方向(為負(fù)方向),大小恒定,I0.3 A,選項C正確;在第1 s內(nèi),由楞次定律判斷出線框中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向,則C點(diǎn)電勢低于D點(diǎn)電勢,選項D錯誤。5考查電磁感應(yīng)定律和楞次定律的應(yīng)用如圖甲所示,正方形閉合線圈abcd邊長為10 cm,總電阻為2.0 ,匝數(shù)為100匝,放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。求:(1)在02 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的大?。?2)在t1.0 s時線圈的ad邊所受安培力的大小和方向;(3)線圈中感應(yīng)電流的有效值。解析:(1)在02 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的大小為E1nnS1 V。(2)在t1.0 s時,I10.5 A,由題圖乙可知,B11 T,則FnB1I1L5.0 N根據(jù)楞次定律,流過ad邊的電流方向由a到d,由左手定則可知,ad邊所受安培力的方向垂直ad向右。(3)在02 s內(nèi)I10.5 A在23 s內(nèi),線圈中感應(yīng)電動勢的大小為E2,E2nnS2 V,I21 A設(shè)線圈中感應(yīng)電流的有效值為I,則I12Rt1I22Rt2I2Rt,解得I A。答案:(1)1 V(2)5.0 N垂直ad向右(3) A考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問題6.考查t的關(guān)系圖像穿過某閉合回路的磁通量隨時間t變化的圖像分別如圖中的所示,下列說法正確的是()A圖有感應(yīng)電動勢,且大小恒定不變B圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在變大C圖在0t1時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢是t1t2時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的2倍D圖產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變大再變小解析:選C圖中磁通量沒有變化,因此沒有感應(yīng)電動勢,故A錯誤;圖中的磁通量均勻增加,圖像的斜率不變,因此感應(yīng)電動勢不變,故B錯誤;圖在0t1時間內(nèi)的斜率是t1t2時間內(nèi)斜率的2倍,所以在0t1時間內(nèi)感應(yīng)電動勢是t1t2時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的2倍,故C正確;圖的斜率大小先減小后增大,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小再變大,故D錯誤。7考查感應(yīng)電流的功率和安培力的圖像問題多選如圖所示,粗細(xì)均勻的矩形金屬導(dǎo)體線框abcd固定于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直線框所在平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。以垂直于線框所在平面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向,則下列關(guān)于ab邊的熱功率P、ab邊受到的安培力F(以向右為正方向)隨時間t變化的圖像中正確的是()解析:選AD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:EnnS可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變,所以感應(yīng)電流大小也不變,ab邊熱功率PI2R,恒定不變,A正確,B錯誤;根據(jù)安培力公式FBIL,因?yàn)殡娏鞔笮 b邊長度不變,安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比,根據(jù)左手定則判定方向,可知C錯誤,D正確。8考查傾斜導(dǎo)軌上金屬桿下滑速度隨電阻變化的圖像多選如圖甲所示,兩固定平行且光滑金屬軌道MN、PQ與水平面成37,M、P之間接電阻箱R,電阻箱的阻值范圍為09.9 ,導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.5 T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其接入電路的電阻值為r?,F(xiàn)從靜止釋放桿ab,測得最大速度為vm,改變電阻箱的阻值R,得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌道間距為L2 m,取重力加速度g10 m/s2,軌道足夠長且電阻不計(sin 370.6,cos 370.8)。則()A金屬桿滑動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是aPMbaB金屬桿的質(zhì)量為m0.5 kgC金屬桿的接入電阻r2 D當(dāng)R2 時,桿ab勻速下滑過程中R兩端電壓為8 V解析:選AC金屬桿向下切割磁感線,由右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍PMba,故A正確;當(dāng)速度達(dá)到最大時,金屬桿的加速度為零,即受力平衡,由平衡可知mgsin BIL,vmR,結(jié)合圖像可知:m0.33 kg,r2 ,故B錯誤,C正確;當(dāng)R2 時,結(jié)合圖像,最終的速度為8 m/s,根據(jù)電路知識:EBLv,I,UIR,解得:U4 V,故D錯誤。9考查電磁感應(yīng)中的Bt圖像多選如圖甲所示,兩根間距為L的粗糙導(dǎo)軌水平放置,在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)體棒MN接入回路中電阻為R,與導(dǎo)軌接觸良好,且處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場B1中。導(dǎo)軌的左端與一個半徑為l的導(dǎo)線圈連接,P、Q兩點(diǎn)距離很小,導(dǎo)線圈內(nèi)存在著豎直向下的磁場B2,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知導(dǎo)體棒MN始終保持靜止?fàn)顟B(tài),導(dǎo)軌與導(dǎo)線圈電阻不計,則在B2均勻減弱的過程中,下列說法正確的是()A導(dǎo)體棒MN受到水平向左的摩擦力B導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力C摩擦力大小為B1LD摩擦力大小為B1L解析:選BD根據(jù)楞次定律和安培定則可知,導(dǎo)線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針,根據(jù)左手定則,導(dǎo)體棒MN受到水平向左的安培力,根據(jù)平衡條件可知導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力,故B正確,A錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E,由歐姆定律可知I,安培力為FB1IL,摩擦力大小為fF,故D正確,C錯誤??键c(diǎn)三通電自感和斷電自感10.考查自感中的電流關(guān)系如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖,A1、A2是兩個規(guī)格相同的小燈泡,閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻R,使兩個燈泡的亮度相同,調(diào)節(jié)可變電阻R1,使它們都正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S,則()A閉合開關(guān)瞬間,A1立刻變亮,A2逐漸變亮B閉合開關(guān)瞬間,A2立刻變亮,A1逐漸變亮C穩(wěn)定后,L和R兩端電勢差不相同D穩(wěn)定后斷開開關(guān),A1和A2都閃亮一下然后慢慢熄滅解析:選B閉合開關(guān)瞬間,L產(chǎn)生自感電動勢,要阻礙電流的增加,A1逐漸變亮;電阻R不產(chǎn)生自感現(xiàn)象,則A2立刻變亮,故A錯誤,B正確。閉合開關(guān)穩(wěn)定后,兩燈仍能正常發(fā)光,即兩燈泡的電壓相同,因?yàn)閮芍凡⒙?lián),并聯(lián)電壓相等,所以L和R兩端電勢差相同,故C錯誤。穩(wěn)定后斷開開關(guān),由于電感線圈的作用,產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,在L、A1、A2和R中重新形成回路,使得A1和A2都慢慢熄滅,但不會閃亮,選項D錯誤。11考查含二極管的自感現(xiàn)象多選如圖所示的電路中,電感L的自感系數(shù)很大,電阻可忽略,D為理想二極管。下列說法正確的有()A當(dāng)S閉合時,L1立即變亮,L2逐漸變亮B當(dāng)S閉合時,L1一直不亮,L2逐漸變亮C當(dāng)S斷開時,L2立即熄滅D當(dāng)S斷開時,L1突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅解析:選BD當(dāng)S閉合時,因二極管加上了反向電壓,故電流在二極管截止,L1一直不亮;通過線圈的電流增加,感應(yīng)電動勢阻礙電流增加,故使得L2逐漸變亮,選項B正確,A錯誤;當(dāng)S斷開時,由于線圈自感電動勢阻礙電流的減小,故通過L2的電流要在L2L1DL之中形成新的回路,故L1突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,選項C錯誤,D正確。12考查自感現(xiàn)象在電磁繼電器中的應(yīng)用如圖所示,鐵芯上繞有線圈A和B,線圈A與電源連接,線圈B與理想發(fā)光二極管D相連,銜鐵E連接彈簧K控制觸頭C的通斷,忽略A的自感。下列說法正確的是()A閉合S,D閃亮一下B閉合S,C將會過一小段時間接通C斷開S,D不會閃亮D斷開S,C將會過一小段時間斷開解析:選D當(dāng)閉合S時,穿過線圈B的磁通量要增加,根據(jù)楞次定律(增反減同),結(jié)合右手螺旋定則可知,線圈B所在回路的電流方向?yàn)槟鏁r針,而由于二極管順時針方向?qū)щ?,則二極管D不會閃亮一下,此時線圈A中磁場立刻吸引E,導(dǎo)致觸頭C即時接觸,故A、B錯誤;當(dāng)斷開S時,穿過線圈B的磁通量要減小,根據(jù)楞次定律(增反減同),結(jié)合右手螺旋定則可知,線圈B所在回路的電流方向?yàn)轫槙r針,則二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),則D會閃亮一下,同時對線圈A有影響,阻礙其磁通量減小,那么C將會過一小段時間斷開,故C錯誤,D正確。13考查渦流現(xiàn)象鋪設(shè)海底金屬油氣管道時,焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱。其具體做法是將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中,當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時管道發(fā)熱。下列說法正確的是()A管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的B感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的C感應(yīng)線圈中通以恒定電流時也能在管道中產(chǎn)生電流D感應(yīng)線圈中通以正弦交流電在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電解析:選D管道發(fā)熱是由于線圈中產(chǎn)生變化的磁場,導(dǎo)致管道中有渦流產(chǎn)生,A、B錯誤;感應(yīng)線圈中通以恒定電流時,不能在管道中產(chǎn)生電流;感應(yīng)線圈中通以正弦交流電,在管道中產(chǎn)生的渦流也是交流電,C錯誤,D正確。- 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