2年模拟（新课标）高考物理大一轮复习 第九章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流练习.doc

第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流a组20142015年模拟基础题组时间:25分钟分值:30分选择题(每题6分,共30分)1.(2015江苏苏北四市二次调研)(多选)关于涡流,下列说法中正确是()a.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置b.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的c.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动d.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流2.(2015山西忻州四校第一次联考)如图所示的匀强磁场中有一根弯成45的金属线poq,其所在平面与磁场垂直,长直导线mn与金属线紧密接触,起始时oa=l0,且mnoq,所有导线单位长度电阻均为r,mn运动的速度为v,使mn匀速运动的外力为f,则外力f随时间变化的规律图正确的是()3.(2014广东深圳南山质检)(多选)如图,a、b是相同的白炽灯,l是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是()a.闭合开关s时,a、b灯同时亮,且正常发光b.闭合开关s时,b灯比a灯先亮,最后一样亮c.闭合开关s时,a灯比b灯先亮,最后一样亮d.断开开关s时,a灯与b灯同时慢慢熄灭4.(2014江苏苏南五校联考)如图所示,铁芯右边绕有一个线圈,线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路。左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 的金属环。铁芯的横截面积为0.01 m2,且假设磁场全部集中在铁芯中,金属环与铁芯截面垂直。调节滑动变阻器的滑动头,使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 t,则从上向下看()a.金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为4.01 vb.金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为4.01 vc.金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为2.01 vd.金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为2.01 v5.(2014河北石家庄质检)法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机。如图所示,紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄,使圆盘逆时针匀速转动,电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是()a.回路中电流大小变化,方向不变b.回路中电流大小不变,方向变化c.回路中电流的大小和方向都周期性变化d.回路中电流方向不变,从b导线流进电流表b组20142015年模拟提升题组时间:45分钟分值:50分一、选择题(共6分)1.(2015浙江温州十校联考)(多选)如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度b随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度b的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i和cd边所受安培力f随时间t变化的图象中正确的是()二、非选择题(共44分)2.(2014福建泉州一中质检)(14分)如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为b。对杆施加一个大小为f、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求:(1)导轨对杆ab的阻力大小f;(2)杆ab中通过的电流及其方向;(3)导轨左端所接电阻的阻值r。3.(2015浙江温州八校联考)(14分)如图所示,相距为l的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。pg右侧部分单位长度电阻为r0,且pq=qh=gh=l。pg左侧导轨与导体棒电阻均不计。整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为b。质量为m的导体棒ac在恒力f作用下从静止开始运动,在到达pg之前导体棒ac已经匀速。(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;(2)若导体棒运动到pq中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒的加速度;(3)若导体棒初始位置与pg相距为d,运动到qh位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。4.(2015天津十二区县重点学校联考)(16分)如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为l1=2 m,导轨平面与水平面成=30角,上端连接阻值r=1.5 的电阻;质量为m=0.4 kg、阻值r=0.5 的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为l2=4 m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。(g=10 m/s2)(1)保持ab棒静止,在04 s内,通过金属棒ab的电流大小和方向;(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加一垂直于棒且平行于导轨平面的外力f,求2 s时外力f的大小和方向;(3)5 s后撤去外力,金属棒由静止开始向下滑动,滑行1.1 m恰好匀速运动,求在此过程中电阻r上产生的焦耳热。第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流a组20142015年模拟基础题组选择题1.acd用来冶炼金属的真空冶炼炉,炉外有线圈,线圈中通入高频交变电流,炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化,所以a正确;家用电磁炉锅体中的涡流是由交变电流产生的变化的磁场而引起的,不是由恒定的磁场引起的,故b错误;阻尼摆的铝片以一定速度掠过磁场时切割磁感线产生涡流,涡流在磁场中受合力方向与摆动方向相反,从而阻碍其运动,故c正确;用绝缘的硅钢片做铁芯,是为了减小涡流,减小能量损失,所以d正确。2.c经过时间t,mn距o点的距离为l0+vt,mn的有效切割长度也为l0+vt,此时mn产生的感应电动势:e=b(l0+vt)v;整个回路的电阻r=(2+)(l0+vt)r;回路的电流i=;mn受到的拉力等于安培力:f=bil=b(l0+vt)=(l0+vt),故选项c正确。3.cd闭合开关s时,通过l的电流突然增大,l产生自感电动势,阻碍电流的增大,故b灯逐渐亮起来,而a灯立即亮起来,最后两灯一样亮,a、b错误,c正确;断开开关,l中的电流突然减小,l产生自感电动势,阻碍原电流的减小,自感线圈l和a、b灯组成一个闭合回路,所以a、b灯同时慢慢熄灭,d正确。4.c铁芯内的磁通量的变化情况处处相同,金属环的有效面积即铁芯的横截面积,根据电磁感应定律有e=n=10.20.01 v=21 v,又根据楞次定律,知金属环中电流方向为逆时针方向,c正确。5.d圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势e=br2,由右手定则判断得a端为负极、b端为正极,所以只有d项正确。b组20142015年模拟提升题组一、选择题1.ac由楞次定律和法拉第电磁感应定律可得02 s内感应电流沿顺时针方向,电流大小恒定,cd边受到的安培力方向向右,由f=bil知,电流恒定,磁感应强度均匀减小,则安培力均匀减小;23 s内感应电流沿顺时针方向,安培力向左,随磁感应强度均匀增大;34 s内感应电流沿逆时针方向,cd边受到的安培力向右,随磁感应强度均匀减小;46 s内感应电流沿逆时针方向,cd边受到的安培力向左,随磁感应强度均匀增大,a和c正确。二、非选择题2.答案(1)f-(2)方向为ab(3)-r解析(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有f-f=mav2=2ad解得导轨对杆的阻力f=f-(2)杆进入磁场后做匀速运动,有f=f+fb杆ab所受的安培力fb=ibl解得杆ab中通过的电流i=杆中的电流方向自a流向b(3)杆产生的感应电动势e=blv杆中的感应电流i=解得导轨左端所接电阻阻值r=-r3.答案(1)(2)-,方向水平向左(3)f(l+d)-m解析(1)导体棒匀速,则:f=f安根据安培力公式f安=ilb解得:i=(2)导体棒进入pq右侧后,回路中电阻减小,电流增大,导体棒做减速运动。设导体棒的加速度为a,则:f安-f=maf安=ilb根据闭合电路欧姆定律有:i=根据法拉第电磁感应定律有:e=blv1解得:a=-,方向水平向左(3)对导体棒整个运动过程应用功能关系,有:f(l+d)=m+q解得:q=f(l+d)-m4.答案(1)1 a方向:ba(2)1 n方向平行于导轨平面向上(3)1.5 j解析(1)在04 s内,由法拉第电磁感应定律得:e=2 v由闭合电路欧姆定律得:i=1 a根据楞次定律和安培定则可知ab棒中的电流方向由ba(2)当t=2 s时,ab棒受到沿斜面向上的安培力f安=bil1=1 n对ab棒受