【三维设计】高三物理一轮 课时跟踪检测34 法拉第电磁感应定律 自感和涡流.doc

课时跟踪检测(三十四)法拉第电磁感应定律自感和涡流高考常考题型：选择题计算题1. (2012南京模拟)如图1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两极板电势相等。两极板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器p板() 图1a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2.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图2所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()amgbb.mv2 图2cmg(ba) dmg(ba)mv23. (2013焦作模拟)如图3所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为r10 的电阻。一阻值为r10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度 图3大小为b0.5 t，方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()a导体棒ab中电流的流向为由b到abcd两端的电压为1 vcde两端的电压为1 vdfe两端的电压为1 v4. (2012武汉模拟)如图4所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片c、d分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为l，匀强磁场的磁感应强度为b，回路的总电阻为r，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则() 图4a由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流b回路中感应电流大小不变，为c回路中感应电流方向不变，为cdrcd回路中有周期性变化的感应电流5如图5所示，线圈l的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，l1、l2是两个完全相同的小灯泡，随着开关s闭合和断开的过程中，灯l1、l2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()as闭合，l1亮度不变，l2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；s断开，l2立即不亮，l1逐渐变亮. 图5bs闭合，l1不亮，l2很亮；s断开，l1、l2立即不亮cs闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2亮度不变；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才熄灭ds闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2则逐渐变得更亮；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才熄灭6(2012山东高考)如图6所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为b，方向相反且垂直纸面，mn、pq为其边界，oo为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于oo对称的位置时()a穿过回路的磁通量为零 图6b回路中感应电动势大小为2blv0c回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中ab边与cd边所受安培力方向相同7(2012新课标全国卷)如图7，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。 图7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.8.如图8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。则线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是()a流过线框截面的电量为 图8b线框中的电流在ad边产生的热量为c线框所受安培力的合力为dad间的电压为9. (2011安徽高考)如图9所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b。电阻为r、半径为l、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度匀速转动(o轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()a.b.c. d. 图910(2012四川高考)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为r0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为b。杆在圆环上以速度v平行于直径cd向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心o开始，杆的位置由确定，如图10所示。则()a0时，杆产生的电动势为2bav 图10b时，杆产生的电动势为bavc0时，杆受的安培力大小为d时，杆受的安培力大小为11.金属杆mn和pq间距为l，mp间接有电阻r，磁场如图11所示，磁感应强度为b。金属棒ab长为2l，由图示位置以a为轴，以角速度匀速转过90(顺时针)。求该过程中(其他电阻不计)：(1)r上的最大电功率； 图11(2)通过r的电量。12(2013汕头模拟)如图12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，磁场方向垂直于轨道平面向下，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， 图12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。 答 案课时跟踪检测(三十四) 法拉第电磁感应定律自感和涡流1选d磁感应强度以bb0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得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。2选d金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场，就往复运动永不停止，由能量守恒可得qemv2mg(ba)。3选bd导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，由右手定则可判断出导体棒ab中电流的流向为由a到b，选项a错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势eblv2 v，感应电流ie/2r0.1 a，cd两端的电压为u1ir1 v，选项b正确；由于de间没有电流，cf间没有电流，de两端的电压为零，fe两端的电压为1 v，选项c错误d正确。4选bc把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项a错误；铜盘切割磁感线产生感应电动势为ebl2，根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流ie/r，由右手定则可判断出感应电流方向为cdrc，选项b、c正确，d错误。5选d当s闭合时，l的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，l1和l2串接后与电源相连，l1和l2同时亮，随着l中电流的增大，l的直流电阻不计，l的分流作用增大，l1中的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，l2中的电流增大，l2灯变得更亮；当s断开时，l2中无电流，立即熄灭，而线圈l将要维持本身的电流不变，l与l1组成闭合电路，l1灯要亮一下后再熄灭。综上所述，选项d正确。6选abd当回路运动到关于oo对称的位置时，穿过回路的两个相反方向的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为b，穿过回路的磁通量为零，选项a正确；ab、cd两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个边产生的感应电流的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小为2blv0，选项b正确，选项c错误；根据左手定则可判断出回路中ab、cd两个边所受安培力的方向相同，选项d正确。7选c当导线框匀速转动时，设半径为r，导线框电阻为r，在很小的t时间内，转过圆心角t，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流i1；当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，同理可得感应电流i2，令i1i2，可得，c对。8选abd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，线框所受安培力的合力为fbi(2l)，产生的热量qi2rt，t，qad，所以qad。通过的电量q。9选d线框转动的角速度为，进磁场的过程用时周期，出磁场的过程用时周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为i，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：i2rt()2rt，解得i，d项正确。10选ad根据法拉第电磁感应定律可得eblv(其中l为有效长度)，当0时，l2a，则e2bav；当时，la，则ebav，故a选项正确，b选项错误。根据通电直导线在磁场中所受安培力的大小的计算公式可得fbil，又根据闭合电路欧姆定律可得i，当0时，rr(2)ar0，解得f；当时，rr(1)ar0，解得f，故c选项错误，d选项正确。11解析：ab转动切割磁感线，且切割长度由l增至2l以后ab离开mn，电路断开。(1)当b端恰至mn上时，e最大。emb2l2bl2，prm(2)a