高考物理复习 高效学习方略 92 法拉第电磁感应定律 自感和涡流练习.doc

选修3-2 第九章 第2讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1位于直流长直导线近旁的两根平行铁轨a和b，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨a、b上套有两段可以自由滑动的导体cd和ef，如图所示，若用力使导体ef向右运动，则导体cd将()a保持不动b向右运动c向左运动d先向右运动，后向左运动解析b当ef向右运动时，由右手定则，可判断产生fecd方向的感应电流由左手定则可判断cd受安培力方向向右，则cd向右运动2.如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，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()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ab设导体棒ab的加速度为a，则导体棒产生的感应电动势eblat，随时间增大，则e增大a正确；由灯泡的功率p可知b正确由右手定则可判定a端为感应电动势正极，电容器c上极板带正电荷，此时电容器处于充电状态，则电容器两极板间的电场强度将增大，c、d错误3.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻r和r，导体棒pq与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()a流过r的电流为由d到c，流过r的电流为由b到ab流过r的电流为由c到d，流过r的电流为由b到ac流过r的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bd流过r的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b解析b由右手定则可以判断出导体棒切割磁感线产生感应电流的方向，从而得出感应电动势的方向由电流分支和各点电势高低的判断得出正确答案为b.4如下图所示，三个相同的金属圆环内存在不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足bkt，方向如图所示测得a环中感应电流强度为i，则b环和c环内感应电流强度分别为()aibi，ic0 bibi，ic2icib2i，ic2i dib2i，ic0解析d由esks，则eaks.iai；ebks，则ib2i；ecks(ks)0，ic0.只有d正确5如图所示，有两个相邻的匀强磁场，宽度均为l，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小分别为b、2b.边长为l的正方形线框从位置甲匀速穿过两个磁场到位置乙规定感应电流逆时针方向为正，则感应电流i随时间t变化的图象是下图中的()解析d0时间内，正方形线框右边切割磁感线，产生顺时针方向、大小为i的感应电流，且方向为负.2时间内，正方形线框右边在磁感应强度为2b的磁场中切割磁感线，产生顺时针方向、大小为2i的感应电流，正方形线框左边在磁感应强度为b的磁场中切割磁感线，产生逆时针方向、大小为i的感应电流，故线框在这段时间内产生顺时针方向、大小为i的感应电流，且方向为负.23时间内，正方形线框左边在磁感应强度为2b的磁场中切割磁感线，产生逆时针方向、大小为2i的感应电流，且方向为正正确选项应是d.6如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ad边两端电势差相同d通过导体框截面的电荷量相同解析ad由右手定则判断出两种拉动方式，电流的方向相同，a正确当导体框以速度v0拉出磁场时，产生的热量qi2rt()2rtb2l3v0/r，可见，两种方式产生的热量不同，b错以v、3v速度匀速拉出磁场时，导体框ad边两端电势差分别是blv、blv，c错通过导体框截面的电荷量qit相同，d正确7.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知c30 f，l15 cm，l28 cm，磁场以5102 t/s的速率增加，则()a电容器上极板带正电，带电荷量为6105 cb电容器上极板带负电，带电荷量为6105 cc电容器上极板带正电，带电荷量为6109 cd电容器上极板带负电，带电荷量为6109 c解析c电容器两极板间的电势差u等于感应电动势e，由法拉第电磁感应定律，可得el1l22104 v，电容器的带电荷量qcuce6109 c，再由楞次定律可知上极板的电势高，带正电，c项正确8.如图所示，p、q是两个完全相同的灯泡，l是直流电阻为零的纯电感，且自感系数l很大c是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是()as闭合时，p灯亮后逐渐熄灭，q灯逐渐变亮bs闭合时，p灯、q灯同时亮，然后p灯变暗，q灯变得更亮cs闭合，电路稳定后，s断开时，p灯突然亮一下，然后熄灭，q灯立即熄灭ds闭合，电路稳定后，s断开时，p灯突然亮一下，然后熄灭，q灯逐渐熄灭解析d当s闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，故通过p、q的电流几乎相同，故两灯同时亮，当电流稳定时，灯泡p被短路而熄灭，此时通过灯泡q的电流变大，故q变亮；当s断开时，灯泡p与自感线圈l组成了闭合回路，灯泡p中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡q组成闭合回路，电容器放电，故灯泡q逐渐熄灭，选项d正确二、非选择题(共60分)9.(8分)如图所示，金属棒ab置于水平放置的u形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场b，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环l，圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力f作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环l有_(填“收缩”或“扩张”)趋势，圆环内产生的感应电流_(填“变大”“变小”或“不变”)解析由于金属棒ab在恒力f的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小【答案】收缩变小10(16分)如图所示，质量为m100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h0.8 m，有一质量为m200 g的小磁铁(长度可忽略)，以v010 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g10 m/s2)解析(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)(2)由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v m/s9 m/s，由能量守恒可得：w电mvmv2mv21.7 j.【答案】(1)向右偏斜(2)1.7 j11(18分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置，一个磁感应强度b0.50 t的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m与p间连接阻值为r0.30 的电阻，长为l0.40 m、电阻为r0.20 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab下滑的距离，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计(g10 m/s2)求：时间t(s)00.100.200.300.400.500.600.70下滑距离x(m)00.100.300.701.201.702.202.70(1)在前0.4 s的时间内，金属棒ab电动势的平均值(2)金属棒的质量(3)在前0.7 s的时间内，电阻r上产生的热量解析(1)0.6 v.(2)从表格中数据可知，0.3 s后棒做匀速运动速度v5 m/s.由mgf0，fbil，i，eblv，解得m0.04 kg.(3)棒在下滑过程中，有重力和安培力做功，克服安培力做的功等于回路的焦耳热则：mgxqmv20，qrq.解得qr0.348 j.【答案】(1)0.6 v(2)0.04 kg(3)0.348 j12(18分)如图所示，两平行长直金属导轨置于竖直平面内，间距为l，导轨上端有阻值为r的电阻，质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁