高考物理一轮复习 第十章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流备考典题精炼 粤教版.doc

第十章 第2课时 法拉第电磁感应定律自感涡流(课时活页卷)一、单项选择题1假如宇航员登月后，想探测一下月球的表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是()a直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无b将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场c将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场d将电流表与线圈组成闭合电路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场【答案】c【解析】电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生选项a中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，所以选项a错误；同理，如果将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为穿过线圈的磁通量可能是恒定的，所以选项b错误；但是有示数则说明一定是有磁场的，所以选项c正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，电流表也没有示数，只说明通过闭合回路的磁通量不变，该磁通量可能为0，或为另一恒定值，所以选项d错误2(2013课标)如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为b0.使该线框从静止开始绕过圆心o、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()a.b.c. d.【答案】c【解析】设半圆的半径为l，电阻为r，当线框以角速度匀速转动时产生的感应电动势e1b0l2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时e2l2，由得b0l2l2，即，故选项c正确（2013.广东湛江一中月考）3一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是()a把线圈匝数增加一倍b把线圈面积增加一倍c把线圈半径增加一倍d改变线圈与磁场方向的夹角【答案】c【解析】设导线的电阻率为，横截面积为s0，线圈的半径为r，则isin ，可见，将r增加一倍，i增加一倍，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sin 不能变为原来的2倍(因sin 最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(1)倍，电流增加(1)倍，i与线圈匝数无关综上所述，只有d项正确4如图所示，长为l的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为c的平行板电容器上，p、q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以bb0kt(k0)随时间变化，t0时，p、q两板电势相等两板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器p板()a不带电b所带电荷量与t成正比c带正电，电荷量是d带负电，电荷量是【答案】d【解析】磁感应强度以bb0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律esks，而s，经时间t电容器p板所带电荷量qec；由楞次定律知电容器p板带负电，故d选项正确二、双项选择题（经典题）5如图所示，矩形线圈abcd的边长分别是abl，add，线圈与磁感应强度为b的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为的匀速转动，下列说法正确的是(从图示位置开始计时)()at0时线圈的感应电动势为零b转过90时线圈的感应电动势为零c转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为bldd转过90的过程中线圈中的平均感应电动势为【答案】bd【解析】a、b两选项中都是瞬时感应电动势，用eblv求解比较方便，t0时，只有cd边切割磁感线，感应电动势e1blvbldbs0，a错；转过90时，线圈的四条边均不切割磁感线，e20，b正确；c、d两选项求的都是平均感应电动势，用e较方便，转过90的过程中，穿过线圈的磁通量由0变为bld，转过90所用时间t，故平均电动势为：e，故c错、d正确6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【答案】ab【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，根据右手定则，导体棒a端的电势高，电容器c的上极板带正电；根据公式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e，电容器两极板间的电场强度将变大故a、b正确，c、d错7如图所示，e为电池，l是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，d1、d2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，s是控制电路的开关对于这个电路，下列说法中正确的是()a刚闭合开关s的瞬间，通过d1、d2的电流大小相等b刚闭合开关s的瞬间，通过d1、d2的电流大小不相等c闭合开关s待电路达到稳定，d1熄灭，d2亮度始终不变d闭合开关s待电路达到稳定，再将s断开瞬间，d2立即熄灭，d1闪亮一下再熄灭【答案】ad【解析】开关s闭合的瞬间，线圈l可看做暂时的断路，故通过两灯泡的电流相等，且同时亮，a对、b错；电路稳定后，由于线圈直流电阻忽略不计，将灯泡d1短路，灯泡d2获得更多电压，会更亮，c错误；若断开开关s，此时线圈与灯泡d1构成回路，继续对其供电，灯泡d1将闪亮一下后再逐渐熄灭，灯泡d2无法形成回路将立即熄灭，d对8如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为r的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为b的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.当杆在水平向左、垂直于杆的恒力f作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程()a杆的速度最大值为b流过电阻r的电荷量为c恒力f做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量d恒力f做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【答案】bd【解析】当杆的速度达到最大时，安培力f安，杆受力平衡，故fmgf安0，所以v，选项a错；流过电阻r的电荷量为qit，选项b对；根据动能定理，恒力f、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，所以恒力f、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，选项c错、d对（创新题）9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，下列说法正确的是()a圆环l有收缩趋势b圆环l有扩张趋势c圆环内产生的感应电流变大d圆环内产生的感应电流变小【答案】ad【解析】由于金属棒ab在恒力f的作用下向右运动，则abdc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，通过圆环的磁通量将增大，由楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍通过圆环的磁通量的增大，故a项正确；随着金属棒速度的增大，感应电动势、感应电流、安培力随之增大，故金属棒所受合力逐渐减小，因此金属棒向右运动的加速度减小，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，故d项正确三、非选择题10如图(a)所示，一个电阻值为r、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和b0.导线的电阻不计求0至t1时间内：(1)通过电阻r1上的电流大小和方向(2)通过电阻r1上的电荷量q及电阻r1上产生的热量【答案】(1)，ba(2)，【解析】(1)由图像分析可知，0至t1时间内由法拉第电磁感应定律有enns，而sr由闭合电路欧姆定律有i1联立以上各式解得通过电阻r1上的电流大小为i1由楞次定律可判断通过电阻r1上的电流方向为从b到a.(2)通过电阻r1上的电荷量qi1t1电阻r1上产生的热量qir1t1.（创新题）11如图所示，mn、pq是相互交叉成60角的光滑金属导轨，o是它们的交点且接触良好两导轨处在同一水平面内，并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过o点的虚线即为磁场的左边界)导体棒ab与导轨始终保持良好接触，并在弹簧s的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动已知在导体棒运动的过程中，弹簧始终处于弹性限度内磁感应强度的大小为b，方向如图所示当导体棒运动到o点时，弹簧恰好处于原长，导轨和导体棒单位长度的电阻均为r，导体棒ab的质量为m.求：(1)导体棒ab第一次经过o点前，通过它的电流大小；(2)弹簧的劲度系数k.(3)从导体棒第一次经过o点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)设棒ab在导轨之间的长度为l，由欧姆定律得i.(2)设o点到棒ab距离为x，则棒ab的有效长度l2xtan 30x，因为棒ab做匀速运动，所以kxbil，所以k.(3)导体棒最终只能静止于o点，故其动能全部转化为焦耳热，即qmv，则qab.12.如图所示，足够长的光滑平行导轨mn、pq倾斜放置，两导轨间距离为l1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为30，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的m、p两端连接阻值为r3.0 的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m0.20 kg，电阻r0.50 ，重物的质量m0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系如表所示，不计导轨电阻，g取10 m/s2.求：时间t/s00.10.20.30.40.50.6上滑距离s/m00.050.150.350.701.051.40(1)ab棒的最终速度是多少？(2)磁感应强度b的大小是多少？(