【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第九章 第2课时 法拉第电磁感应定律 自感 涡流知能达标训练(1).doc

第2课时法拉第电磁感应定律自感、涡流【测控导航】知识点题号1.法拉第电磁感应定律1、2、5、72.导体切割磁感线时感应电动势的计算3、8、113.自感、涡流4、6、9、104.综合应用12、13一、单项选择题1.关于电路中感应电动势的大小,下列说法正确的是(c)a.穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大b.电路中磁通量的改变量越大,感应电动势就越大c.电路中磁通量改变越快,感应电动势就越大d.若电路中某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零解析:由e=nt可知,感应电动势的大小e与磁通量的变化率t成正比,与磁通量或磁通量的变化量均无关,故选项a、b、d均错误,c正确.2.(2013年北京理综) 如图所示,在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,mn中产生的感应电动势为e1;若磁感应强度增为2b,其他条件不变,mn中产生的感应电动势变为e2.则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1e2分别为(c)a.ca,21b.ac,21c.ac,12d.ca,12解析:根据右手定则或楞次定律,知通过电阻r的电流方向为ac;由法拉第电磁感应定律e=blv知e1=blv,e2=2blv,则e1e2=12,故选项c正确,a、b、d错误.3.(2013云南省部分名校第二次统一考试)如图,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒水平抛出,在整个过程中不计空气阻力,则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小(c)a.逐渐增大b.逐渐减小c.保持不变d.无法判断解析:金属棒被水平抛出后,只受重力作用,做平抛运动,水平方向切割磁感线的有效分速度保持不变,金属棒产生的感应电动势大小保持不变,故选项c正确.4.如图所示,多匝线圈l的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计.电路中有两个电阻,电阻均为r,开始时开关s断开,此时电路中电流大小为i0.现将开关s闭合,线圈l中有自感电动势产生,以下说法中正确的是(d)a.电路中的电流最终由i0减小到零b.电路中的电流最终等于i0c.电路中的电流最终要比2i0小d.电路中的电流最终要增大到2i0解析:闭合开关s,并联后的总电阻等于r2,电阻变小使得电路中的电流变大,但线圈l中产生的自感电动势阻碍电路中的电流变化,故电路中的电流不会在闭合开关s的瞬间就达到2i0,随着时间的延长,自感电动势逐渐变小,当自感电动势减小为零时,电路中的电流增大到2i0.通电自感中,连有线圈的支路电流由0逐渐增大,最终达到一稳定值,此稳定值由该支路两端的电压和直流电阻阻值决定,可由欧姆定律求出.5.(2013哈六中一模)如图(甲)所示,电路的左侧是一个电容为c的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积为s.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(乙)所示.则在0t0时间内电容器(a)a.上极板带正电,所带电荷量为cs(b2-b1)t0b.上极板带正电,所带电荷量为c(b2-b1)t0c.上极板带负电,所带电荷量为cs(b2-b1)t0d.上极板带负电,所带电荷量为c(b2-b1)t0解析:由(乙)图可知bt=b2-b1t0,b增大,根据楞次定律,感应电流沿逆时针方向,故上极板带正电,e=nsbt=s(b2-b1)t0,q=ce=cs(b2-b1)t0,选项a正确.6.如图,电灯的电阻为2 ,电池电动势为2 v,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3 .先合上开关s,稳定后突然断开s,则下列说法中正确的是(b)a.电灯立即熄灭b.电灯先变暗再熄灭c.电灯会比原来亮一下再熄灭,且电灯电流方向与s断开前方向相同d.电灯会比原来亮一下再熄灭,且电灯电流方向与s断开前方向相反解析:闭合开关s,电路稳定后流过电灯的电流为1 a,流过线圈的电流为23 a;突然断开开关s,线圈充当电源,阻碍电流的减小,流过电灯的电流从1 a变为23 a后逐渐减小到零,所以电灯先变暗再熄灭.正确选项为b.7. 如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场b中,绕o轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻r的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(d)a.由c到d,i=br2rb.由d到c,i=br2rc.由c到d,i=br22rd.由d到c,i=br22r解析:金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中绕o轴逆时针方向匀速转动,由右手定则可知,通过电阻r的电流的方向是由d到c;由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势e=br22,则通过电阻r的电流的大小i=br22r.故d对.8.(2012安徽名校第五次联考)如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴p1和p2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时(a)a.线圈绕p1转动时的电流等于绕p2转动时的电流b.线圈绕p1转动时的电动势小于绕p2转动时的电动势c.线圈绕p1和p2转动时电流的方向相同,都是abcdd.线圈绕p1转动时dc边受到的安培力大于绕p2转动时dc边受到的安培力解析:线圈绕p1转动时的电流和电动势与线圈绕p2转动时的电流和电动势相同,当线圈平面转到与磁场方向平行时,电动势最大,em=bs,电流也最大,选项a正确,b错误;由右手定则可知线圈绕p1和p2转动时电流的方向相同,都是badc,选项c错误;由f=bil可知线圈绕p1转动时dc边受到的安培力等于绕p2转动时dc边受到的安培力,选项d错误.二、不定项选择题9.磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是(bc)a.防止涡流而设计的b.利用涡流而设计的c.起电磁阻尼的作用d.起电磁驱动的作用解析:线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡流,涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后较快停下来.所以,这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.10. 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(ac)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比原来更亮d.闭合开关s待电路达到稳定,再将s断开瞬间, d1立即熄灭,d2闪亮一下再熄灭解析:开关s闭合的瞬间,线圈l可看作暂时断路,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对;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错.11.(2012年四川理综)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,如图所示.则(ad)a.=0时,杆产生的电动势为2bavb.=3时,杆产生的电动势为3bavc.=0时,杆受的安培力大小为2b2av(+2)r0d.=3时,杆受的安培力大小为3b2av(5+3)r0解析:开始时刻,感应电动势e1=2bav,故选项a正确.=3时,e2=b2acos3v=bav,故选项b错误.由l=2acos ,e=blv,i=er,r=r02acos +(+2)a,得在=0时,f=b2l2vr=4b2avr0(2+),故选项c错误.=3时,f=3b2avr0(5+3),故选项d正确.三、非选择题12.(2013宁波市八校测试)如图,顶角为90的光滑金属导轨mon固定在水平面上,导轨mo、no的长度相等,m、n两点间的距离l=2 m,整个装置处于磁感应强度大小b=0.5 t、方向竖直向下的匀强磁场中.一根粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5 /m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下,从mn处以速度v=2 m/s沿导轨向右匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,求: (1)导体棒刚开始运动时所受水平拉力f的大小;(2)开始运动后0.2 s内通过导体棒的电荷量q;解析:(1)导体棒开始运动时,回路中产生的感应电动势e=blv感应电流i=elr=bvr导体棒所受的安培力f安=bil由平衡条件得:f=f安 联立以上各式得:f=b2lvr=0.52220.5 n=2 n.(2)由(1)问知,感应电流i=elr=bvr与导体棒切割的有效长度l无关,则感应电流大小i=bvr=2 a故0.2 s内通过导体棒的电荷量q=it=0.4 c.答案:(1)2 n(2)0.4 c13.如图(甲)所示,面积s=0.2 m2的线圈,匝数n=630,总电阻r=1.0 ,线圈处在变化的磁场中,磁感应强度b随时间t按图(乙)所示规律变化,方向垂直线圈平面.图(甲)中传感器可看成一个纯电阻r,并标有“3 v0.9 w”,滑动变阻器r0上标有“10 1 a”,闭合开关s,试回答下列问题:(1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过电流表的电流方向;(2)为了保证电路的安全,求电路中允许通过的最大电流;(3)若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图(乙)中的t0最小值是多少?解析:(1)由楞次定律及安培定则判断得,通过电流表的电流方向向右.(2)传感器正常工