（新课标）高考物理一轮复习 课时跟踪训练32 法拉第电磁感应定律、自感和涡流.doc

【与名师对话】（新课标）2016高考物理一轮复习 课时跟踪训练32 法拉第电磁感应定律、自感和涡流一、选择题1.(2014江苏卷)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由b均匀地增大到2b.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 ()a. b. c. d.解析：本题考查法拉第电磁感应定律的应用根据法拉第电磁感应定律可得，ensna2，b正确答案：b2(2014新课标全国卷)如图(甲)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(乙)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比， 则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()解析：由法拉第电磁感应定律得enns，又bi，故e，由乙图可知it图象中的斜率应不为0，且在00.5 s、0.51.5 s、1.52.5 s各段时间内斜率不变分析图象可知，只有c正确答案：c3(多选)(2014江苏卷)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有 ()a增加线圈的匝数b提高交流电源的频率c将金属杯换为瓷杯d取走线圈中的铁芯解析：考查涡流现象、影响感应电动势大小的因素及分析问题的能力增大线圈的匝数，可以增大通过金属杯的磁通量及磁通量的变化率，从而增大金属杯中产生感应电流的大小，增大加热功率，缩短加热时间，a正确提高交流电的频率，最大磁通量不变，但交替变化快也能提高磁通量的变化率，产生更大的感应电流，达到缩短加热时间的目的，b正确瓷杯是绝缘体，不能产生感应电流，不能加热，c错误取走铁芯，金属杯中的磁通量变小，磁通量的变化率也变小，从而导致加热功率变小，加热时间加长，d错误答案：ab4(多选)一个面积s4102 m2、匝数n100的线圈放在匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度b随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是()a在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 wb/sb在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零c在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 vd在第3 s末线圈中的感应电动势等于零解析：由图知，前2 s内2 t/s，所以24102 wb/s0.08 wb/s，a选项正确；在开始的2 s内磁感应强度b由2 t减到0，又从0向相反方向增加到2 t，所以这2 s内的磁通量的变化量b1sb2s2bs224102 wb0.16 wb，b选项错；开始的2 s内en1000.08 v8 v，c选项正确；第3 s末的感应电动势等于2 s4 s内的平均感应电动势，enns10024102 v8 v，d选项错误答案：ac5有人把自行车进行了改装，在后车轮上装上了一个小型发电机，想看电视时，就骑在自行车上不停地蹬车，可供电视、照明用电发电机原理如图甲所示，在匀强磁场中，磁感应强度为b，放置一个有固定转轴的发电轮，如图乙所示，发电轮平面与磁感应强度垂直，发电轮半径为r，轮轴和轮缘为两个输出电极，该发电机输出电压接一理想变压器，再给一小灯泡供电，则下列说法中正确的是()a当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压降低b当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压不变c小灯泡的功率与发电机转速无关d小灯泡的功率随发电机转速的增大而增大解析：转轮发电机的电动势为ebr2，蹬车的速度增大时，角速度增大，电动势增大，输入电压和输入功率增大，d正确答案：d6如图所示，一段导线弯曲成半径为r的半圆形闭合回路虚线mn、pq间有磁感应强度为b的匀强磁场，磁场的宽度等于r，方向垂直于回路所在的平面现让回路以速度v向右匀速穿过磁场，直径cd始终与mn垂直关于此过程，下列结论中正确的是()a穿过的过程中，回路中感应电流一直不为零b感应电流的方向一直不变c感应电动势先增大后减小再增大再减小d感应电动势最大值em2brv解析：当回路的圆心到磁场的中间时，回路中的感应电动势为零，电流为零，a项错误；磁通量先向里增大，后向里减小，根据楞次定律，感应电流的方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，b项错误；当回路的圆心到mn或pq上时，切割磁感线的有效长度最长，感应电动势最大为brv，d项错误；在穿过磁场的过程中，回路切割磁感线的有效长度应先变大，后变小，再变大，再变小，因此感应电动势先增大后减小再增大再减小，c项正确答案：c7有一个匀强磁场边界是ef，在ef右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图甲所示现有一个闭合的金属线框以恒定速度从ef右侧水平进入匀强磁场区域线框中的电流随时间变化的it图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项中的()解析：由图乙可知，电流先是均匀增加，后均匀减小，又il，所以金属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加，后均匀减小，a项符合；b、c项线框中间部分进入磁场后切割磁感线的有效长度不变；d项有效长度不是均匀地增加和减小答案：a8(多选)如图所示，是研究自感通电实验的电路图，l1、l2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻r，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻r1，使它们都正常发光，然后断开电键s.重新闭合电键s，则()a闭合瞬间，l1立刻变亮，l2逐渐变亮b闭合瞬间，l2立刻变亮，l1逐渐变亮c稳定后，l和r两端电势差一定相同d稳定后，l1和l2两端电势差不相同解析：根据题设条件可知，闭合电键调节电阻r，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻r的阻值与线圈l的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断l2立刻变亮，而l1逐渐变亮，a项错误，b项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈l和r两端的电势差一定相同，l1和l2两端电势差也相同，所以c项正确，d项错误答案：bc9(多选)如图所示，水平放置的u形框架上接一个阻值为r0的电阻，放在垂直纸面向里的、场强大小为b的匀强磁场中，一个半径为l、质量为m的半圆形硬导体ac在水平向右的恒定拉力f的作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体ac的电阻为r，其余电阻不计下列说法正确的是()a此时ac两端电压为uac2blvb此时ac两端电压为uacc此过程中电路产生的电热为qfdmv2d此过程中通过电阻r0的电荷量为q解析：ac的感应电动势为：e2blv，两端电压为uac，a错、b对；由功能关系得fdmv2qw，c错；此过程中平均感应电流为，通过电阻r0的电荷量为qt，d对答案：bd10.(2014江西省九所重点中学高三联考)如图所示，虚线为磁感应强度大小均为b的两匀强磁场的分界线，实线mn为它们的理想下边界长为l的正方形线圈电阻为r，边与mn重合，且可以绕过a点并垂直线圈平面的轴以角速度匀速转动，则下列说法正确的是()a从图示的位置开始逆时针转动180的过程中，线框中感应电流方向始终为逆时针b从图示的位置开始顺时针转动90到180这段时间内，因线圈完全在磁场中，故无感应电流c从图示的位置顺时针转动180的过程中，线框中感应电流的最大值为d从图示的位置开始顺时针方向转动270的过程中，通过线圈的电量为解析：在线圈转过180的过程中，穿过线框的磁通量先增大后减小，则由楞次定律可知，电流的方向应先为逆时针后为顺时针，故a错误；顺时针转动90到180过程中，由于磁通量发生了变化，故线圈中有感应电流产生，故b错误；从图示的位置顺时针转动180的过程中，当bd与边界重合时，则bcd与bad均切割磁感线，则感应电动势最大值为e2b(l)22bl2，线框中感应电流的最大值为，故c正确；顺时针转动270时，线框内的磁通量的变化量0，故通过线圈的电量为0，故d错误答案：c二、非选择题11.(2014江苏淮安市高三调研)如图所示，相距l0.4 m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值r0.15 的电阻相连，导轨处于磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面质量m0.1 kg、电阻r0.05 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直t0时起棒在水平外力f作用下以初速度v02 m/s、加速度a1 m/s2沿导轨向右匀加速运动求：(1)t1 s时回路中的电流；(2)t1 s时外力f大小；(3)第1 s内通过棒的电荷量解析：(1)t1 s时，棒的速度为：v1v0at3 m/s此时由于棒运动切割产生的电动势为：eblv10.6 v根据闭合电路欧姆定律可知，此时回路中的感应电流为：i3 a(2)对棒，根据牛顿第二定律有：filbma解得t1 s时外力f大小为：filbma0.7 n(3)在t1 s时间内，棒的位移为：xv0tat2根据法拉第电磁感应定律可知，在这段时间内，棒切割平均感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，在这段时间内，回路中的平均感应电流为：在第1 s时间内，通过棒的电荷量为：qt联立以上各式解得：q2.5 c答案：(1)3 a(2)0.7 n(3)2.5 c12(2014深圳市高三第二次调研)如图甲所示，静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框，匝数n10、总电阻r2.5 、边长l0.3 m，处在两个半径均为r的圆形匀强磁场区域中，线框顶点与右侧圆形中心重合，线框底边中点与左侧圆形中心重合磁感应强度b1垂直水平面向外，大小不变、b2垂直水平面向里，大小随时间变化，b1、b2的值如图乙所示线框与水平面间的最大静摩擦力f0.6 n ，(取3)，求：(1)t0时刻穿过线框的磁通量；(2)线框滑动前的电流强度及电功率；(3)经过多长时间线框开始滑动及在此过程中产生的热量解析：(1)设磁场向下穿过线框磁通量为正，由磁通量的定义得t0时b2r2b1r20.005 wb(2)根据法拉第电磁感应定律ennr20.