高考物理一轮总复习第九章电磁感应第27讲法拉第电磁感应定律自感现象课时达标

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”第27讲 法拉第电磁感应定律自感现象 解密考纲考查公式En和EBlv的应用；会判断电动势的方向；理解自感现象、涡流等概念，能分析通电自感和断电自感1(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B(0.40.2t)T，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则(AC)At1 s时，金属杆中感应电流方向从C到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从D到CCt1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 NDt3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N解析：由楞次定律可知，t1 s、t3 s时，金属杆中感应电流方向均从C到D，选项A正确，选项B错误；由法拉第电磁感应定律，得感应电动势ESsin 300.1 V，感应电流I1 A，t1 s时，金属杆受力如图甲所示，由平衡条件，得FPFAsin 30；BILsin 30(0.40.2t) TILsin 300.1 N，选项C正确；t3 s时，金属杆受力如图乙所示，由平衡条件，得FHFAsin 30B3ILsin 30，而B30.4 T0.23 T0.2 T，方向向左上方，代入解得FH0.1 N，选项D错误2(多选)如图所示匀强磁场的方向垂直于电路所在平面向里导体棒ab与电路接触良好当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中(AB)A感应电动势将变大B灯泡L的亮度变大C电容器C的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小解析：当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体棒a端的电势高，电容器C的上极板带正电；由公式EBlv知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡L的亮度变大，由于场强E，电容器两极板间的电场强度将变大综上可知，A、B两项正确，C、D两项错误3矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则(A)A从0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcbaB从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C从t1到t2时间内，导线框中电流越来越大D从t1到t2时间内，导线框bc边受到的安培力大小保持不变解析：从0到t1时间内，垂直纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律可判断，产生顺时针方向的电流，故A项正确；由ES，I，且磁感应强度均匀减小，为一恒定值，则线框中产生的感应电流大小不变，故B、C两项错误；磁感应强度B均匀变化，由FBILbc知：bc边受到的安培力是变化的，故D项错误4(多选)如图所示在方向垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd.线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长adl，cd2l.线框导线的总电阻为R.则在线框离开磁场的过程中下列说法中正确的是 (ABD)A流过线框截面的电量为B线框中的电流在ad边产生的热量C线框所受安培力的合力为Dad间的电压为解析：线框离开磁场的过程中，感应电动势E2Blv，由电路知识可知ad间的电压为Uab，线框所受安培力的合力为FBI(2l)，产生的总热量QI2Rt，t，Qad，所以Qad，通过的电量q.综上可知，A、B、D三项正确，C项错误5一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B，螺旋浆叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则(A)AEfl2B，且a点电势低于b点电势BE2fl2B，且a点电势低于b点电势CEfl2B，且a点电势高于b点电势DE2fl2B，且a点电势高于b点电势解析：螺旋桨的叶片围绕着O点转动，产生的感应电动势为EBl(l) B(2f)l2fl2B，由右手定则判断出b点电势比a点电势高所以A项正确6如图所示的电路中，L为自感线圈，其直流电阻与电阻R相等，C为电容器，电源内阻不可忽略当开关S由闭合变为断开瞬间，下列说法正确的是(B)A通过灯A的电流由c到dBA灯突然闪亮一下再熄灭CB灯无电流通过，不可能变亮D电容器立即放电解析：S断开瞬间，线圈L与A灯、电阻R形成闭合回路，通过灯A的电流由d到c，故A错由于自感提供给A灯的电流开始时大于电源原来提供的电流，故A灯闪亮一下再熄灭，B正确S断开瞬间，电源的路端电压增大，将对电容器充电，充电电流通过B灯，可能会使B灯闪亮一下再熄灭，故C、D均错7(多选)用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径，如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)，则(BD)A圆环中产生逆时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为|D图中a、b两点间的电压U|kr2|解析：磁通量垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故选项A错误；为了阻碍磁通量的减小，圆环有扩张的趋势，故选项B正确由法拉第电磁感应定律可知，E，感应电流I，故选项C错误；由闭合电路欧姆定律可知，ab两点间的电压U，故选项D正确8如图甲所示，质量为2 kg的绝缘板静止在粗糙水平面上，质量为1 kg、边长为1 m、电阻为0.1 的正方形金属框ABCD位于绝缘板上，E、F分别为BC、AD的中点某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB边恰在磁场边缘以外；FECD区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B20.5 T，CD边恰在磁场边缘以内假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g10 m/s2.则(D)A金属框中产生的感应电动势大小为1 VB金属框受到向左的安培力大小为1 NC金属框中的感应电流方向沿ADCB方向D如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止解析：根据法拉第电磁感应定律有En0.5 V，故选项A错误；回路中的电流为I5 A，所受安培力的大小为FB2IL2.5 N，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向为逆时针，即ABCD方向，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故选项B、C错误；若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则最大静摩擦力FfmFNmg3 N，大于安培力，金属框可以在绝缘板上保持静止，故选项D正确9(多选)如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，导体棒PQ与ad、bc接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向)，在0t1时间内导体棒PQ始终静止，下面判断正确的是(AD)A导体棒PQ中电流方向由Q至PB导体棒PQ受安培力方向沿框架向下C导体棒PQ受安培力大小在增大D导体棒PQ受安培力大小在减小解析：根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，方向由Q至P，故A正确；根据左手定则可知，导体棒PQ受到沿框架向上的安培力，故B错误；产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，故C错误，D正确10(多选)如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量m0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长L10.2 m，电阻R2 ，t0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示则(ABD)A恒定拉力大小为0.05 NB线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2C线圈ab边长L20.5 mD在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C解析：在第1 s末，i1，EBL1v1，v1a1t1，Fma1，联