【导学教程】（新课标）高考物理 9.2 法拉第电磁感应定律 自感和涡流达标训练(1).doc

第九章 第二节 法拉第电磁感应定律 自感和涡流一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1关于电路中感应电动势的大小，下列说法正确的是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答案c2如图9214所示，mn、pq为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻r，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为aibici di解析导轨间导体棒切割磁感线产生的感应电动势eb(lsin 60)vblv，所以电流i，b正确答案b3(2013昆明模拟)如图9215所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为b1，方向由南向北，竖直分量大小为b2，方向竖直向下；自行车车把为直把、金属材质，两把手间距为l，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是a图示位置中辐条a点电势比b点电势低b图示位置中辐条a点电势比b点电势高c自行车左车把的电势比右车把的电势高b2lvd自行车在十字路口左拐改为南北骑向，则自行车车把两端电动势要降低解析自行车车把切割磁感线，由右手定则知，自行车左车把的电势比右车把的电势高b2lv；辐条旋转切割磁感线，由右手定则知，图示位置中辐条a点电势比b点电势低；自行车在十字路口左拐改为南北骑向，地磁场竖直分量始终垂直于自行车车把，则其两端电动势不变正确答案为a、c两项答案ac4如图9216所示，三个相同的金属圆环内存在着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，磁场方向如图所示测得a环中感应电流大小为i，则b环和c环内感应电流大小分别为aibi，ic0 bibi，ic2icib2i，ic2i dib2i，ic0解析由题意可知，环内的磁感应强度随时间发生变化而产生感应电流，利用en求解感应电动势，故环内只有向里的磁场时，可直接利用磁场穿过金属环的面积比得出电流比，由b环中的有效面积为a环中有效面积的2倍可得ib2i.c环中同时有磁感应强度大小相等、方向相反的磁场，而这两部分磁通量相互抵消，故c环中的磁通量一直为零，ic0，d正确答案d5(2013石家庄调研)如图9217所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度b随时间均匀增大，则下列说法正确的是a导体棒的a端电势比b端电势高，电势差uab在逐渐增大b导体棒的a端电势比b端电势低，电势差uab在逐渐增大c线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大d线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大解析导体棒ab切割磁感线属于动生电动势，由右手定则可知ab，磁感应强度b随时间均匀增大，由eblv得，选项a正确而b错误；由楞次定律得，线框中感应电流的方向是逆时针方向，由法拉第电磁感应定律es得，线框cdef中感应电动势的大小不变，选项c、d均错答案a 6如图9218所示的电路中，a1和a2是完全相同的灯泡，线圈l的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是a开关s接通时，a2先亮a1后亮，最后一样亮b开关s接通时，a1和a2始终一样亮c开关s断开时，a2立即熄灭，a1过一会儿熄灭d开关s断开时，a1和a2都要过一会儿才熄灭解析s闭合时，a2支路中的电流立即达到最大，a2先亮；由于线圈的自感作用，a1支路电流增加的慢，a1后亮a1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，a1与a2并联，亮度一样，故a项正确，b项不正确s断开时，l和a1、a2组成串联回路，a1和a2亮度一样，由于l中产生自感电动势阻碍原电流的变化，使a1和a2过一会才熄灭，故d项正确答案ad7(2013海宁一中期末)如图9219所示的电路中，l是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，d1、d2和d3是三个完全相同的灯泡，e是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关s，电路稳定后在t1时刻断开开关s.规定以电路稳定时(闭合s后)流过d1、d2的电流方向为正方向，分别用i1、i2表示流过d1和d2的电流，则下图(图9220)中能定性描述电流i随时间t变化关系的是解析稳定时，两支路电流大小恒定，i1i2，且均为正方向；t1时刻断开开关s，原来流经灯泡d2的电流瞬间消失，由于自感线圈的阻碍作用，流经灯泡d1的电流从i1逐渐减小，因为此时l、d1、d2、d3组成闭合回路，故此时支路d2的电流大小也从i1开始减小，但方向与原来的电流相反，故选项c正确答案c8如图9221甲所示，水平面上的平行导轨mn、pq上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度b随时间t的变化如图乙所示，i和ft分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力)，则在t0时刻ai0，ft0 bi0，ft0ci0，ft0 di0，ft0解析t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故i0；由于b0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零c项正确答案c9如图9222所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l.金属圆环的直径也是l.圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域则下列说法正确的是a感应电流的大小先增大后减小再增大再减小b感应电流的方向先逆时针后顺时针c金属圆环受到的安培力先向左后向右d进入磁场时感应电动势平均值blv解析在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势eblv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先增大后减小，同理可以判断穿出磁场时的情况，a、b两项正确；根据左手定则可以判断，进入磁场和穿出磁场时受到的安培力都向左，c项错误；进入磁场时感应电动势平均值blv，d项错误答案ab10(2013广州调研)用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径如图9223所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直于圆环所在的平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)则a圆环中产生逆时针方向的感应电流b圆环具有扩张的趋势c圆环中感应电流的大小为d图中a、b两点间的电势差uab解析根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，a选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，b选项正确；产生的感应电动势e/tkr2/2，则电流大小为，c选项不正确；uab等于kr2的绝对值，d选项正确答案bd二、计算题(本大题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)(2013海淀区期末)如图9224所示，在光滑水平面上有一长为l1、宽为l2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为b的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为r.现用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行在线框被拉出磁场的过程中，求：(1)通过线框的电流；(2)线框中产生的焦耳热；(3)线框中a、b两点间的电压解析(1)线框产生的感应电动势ebl2v通过线框的电流i(2)线框被拉出磁场所需时间t此过程中线框中产生的焦耳热qi2rt(3)线框ab边的电阻rabr线框中a、b两点间电压uirab.答案(1)(2)(3)12(16分)如图9225甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度b随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直金属线圈所围的面积s200 cm2，匝数n1 000，线圈电阻r1.0 .线圈与电阻r构成闭合回路，电阻r4.0 .匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：(1)在t2.0 s时刻，通过电阻r的感应电流大小；(2)在t5.0 s时刻，电阻r消耗的电功率；(3)06.0 s内整个闭合电路中产生的热量解析(1)根据法拉第电磁感应定律，04.0 s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电动势为e1nn根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流为i1联立解得i10.2 a(2)由图象可知，在4.06.0 s时间内，线圈中产生的感应电动势为