高考物理一轮复习 课时作业27 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（含解析）.doc

课时作业27法拉第电磁感应定律自感和涡流时间：45分钟一、单项选择题1.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈l、小灯泡a、开关s和电池组e，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关s，小灯泡发光；再断开开关s，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()a电源的内阻较大b小灯泡电阻偏大c线圈电阻偏大d线圈的自感系数较大解析：闭合开关s，电路稳定灯泡正常发光时，如果自感线圈l的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈l中的电流il比灯泡a中的电流ia小，当开关s断开时，由于自感现象，l和a构成回路使l和a中的电流从il开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，c正确答案：c2矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示，则()a在0t1时间内，导线框中电流的方向为adcbab在0t1时间内，导线框中电流越来越小c在t1t2时间内，导线框中电流越来越大d在t1t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变解析：在0t1时间内，垂直于纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律可判断，导线框内产生顺时针方向的感应电流，a正确；由公式es，i，由于磁场均匀减小，为一恒定值，线框中产生的感应电流大小不变，b、c错误；磁感应强度b均匀变化，由公式fbilbc知，bc边受的安培力是变化的，d错误答案：a3风速仪的简易装置如图甲所示，风杯在风力作用下带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示：若风速变为v2，且v2a，即c点的电势高于a点的电势；金属导线切割磁感线的有效长度为lsin，所以导线中产生的感应电动势为eb(lsin)2bl2sin2，b正确答案：b5半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d且足够宽，如图甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示在t0时刻平行金属板间有一重力不计、电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是()a第2 s内上极板为正极b第3 s内上极板为负极c第2 s末微粒回到原来的位置d第3 s末两极板间的电场强度大小为解析：由楞次定律得第1 s内下极板为正极，第2 s和第3 s内上极板为正极，a正确，b错误；在第1 s内微粒向某极板做匀加速运动，第2 s内向同一极板做匀减速直线运动，第2 s末速度为零，c错误；第2 s末两极板之间的电压为es0.1r2，电场强度为，d错误答案：a二、多项选择题6如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面向里，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，由右手定则知，导体棒a端的电势高，电容器c的上极板带正电；由公式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，由于场强e，电容器两极板间的电场强度将变大综上可知，a、b正确，c、d错误答案：ab7.如图所示，a、b是完全相同的两个小灯泡，l为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈，下列说法中正确的是()a电键s闭合瞬间，a、b同时发光，随后a灯变暗直至熄灭，b灯变亮b电键s闭合瞬间，b灯亮，a灯不亮c断开电键s的瞬间，a、b灯同时熄灭d断开电键s的瞬间，b灯立即熄灭，a灯突然亮一下再熄灭解析：因线圈的自感系数很大，电阻可忽略，故闭合电键瞬间，线圈对电流的阻碍作用极大，相当于断路，故a、b灯同时发光，且亮度相同，当稳定后，线圈相当于导线，a灯短路，b灯电压为电源电压，亮度比闭合瞬间更亮；断开电键瞬间，b灯立即熄灭，而线圈中的电流不会立即消失，线圈相当于一个电源使a灯中会有一短暂电流，从而使a灯会亮一下再熄灭综上可知，a、d正确，b、c错误答案：ad8.如图所示，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.则在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b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间的电压为解析：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)，产生的总热量qi2rt，t，qad，所以qad，通过的电量q.综上可知，a、b、d正确，c错误答案：abd三、非选择题9如图甲所示，光滑导轨宽0.4 m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1 ，导轨电阻不计t0时刻，ab棒从导轨最左端，以v1 m/s的速度向右匀速运动，求1 s末回路中的感应电流及金属棒ab受到的安培力解析：的变化有两个原因，一是b的变化，二是面积s的变化，显然这两个因素都应当考虑在内，所以有esblv又2 t/s，在1 s末，b2 t，slvt0.411 m20.4 m2所以1 s末，esblv1.6 v，此时回路中的电流i1.6 a根据楞次定律与右手定则可判断出电流方向为逆时针方向金属棒ab受到的安培力为fbil21.60.4 n1.28 n，方向向左答案：1.6 a1.28 n，方向向左10如图所示，在xoy平面内有一扇形金属框abc，其半径为r，ac边与y轴重合，bc边与x轴重合，且c位于坐标原点，ac边与bc边的电阻不计，圆弧ab上单位长度的电阻为r，金属杆mn长度为l，放在金属框abc上，mn与ac边紧邻且重叠部分的电阻为r0.磁感应强度b的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面现对mn杆施加一个外力(图中未画出)，使之以c点为轴顺时针匀速转动，角速度为.求：(1)在mn杆运动过程中，通过杆的电流i与转过的角度间的关系(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少？解析：(1)电路中感应电动势ebr2当mn杆转过角度为时电路总电阻r总r0r0杆中电流i与杆转过的角度的关系为i(2)由于总电阻r总r0r0(22)当时，总电阻r总有最大值此时，r总r0电路消耗电功率的最小值是p答案：(1)i(2)11.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r.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，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ff；(2)杆ab中通过的电流i及其方向；(3)导轨左端所接电阻的阻值r.解析：(1)杆进入磁场前做匀加速运动，设加速度为a，由牛顿第二定律有