2011年高考物理二轮总复习 法拉第电磁感应定律自感课时练习

用心 爱心 专心1 20112011 年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习 第十二章第十二章 第二课时第二课时 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 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 若电路在某时刻磁通量为零 则该时刻感应电流一定为零 解析 根据法拉第电磁感应定律 感应电动势正比于磁通量的变化率 C 选项中磁 通量变化越快 则磁通量的变化率越大 故 C 选项正确 A B 选项错误 某时刻的磁通量为 零 但该时刻磁通量的变化率不一定为零 所以感应电流也就不一定为零 D 选项错误 故 选 C 答案 C 2 2010 成都市高三摸底测试 如图所示 电阻 R 1 半径 r1 0 2m的单匝圆形导线框 P 内有一个与 P 共面的圆形磁场区域 Q P Q 的圆心相同 Q 的半径 r2 0 1m t 0 时刻 Q 内存在着垂直 于圆面向里的磁场 磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系是 B 2 t T 若规定逆时针方向为电流的正方向 则线框 P 中感应电流 I 随时间 t 变化的关系图象应该是下图中的 解析 由法拉第电磁感应定律可得 圆形导线框 P 中产生的感应电动势为 r 0 01 V 再由欧姆定律得 圆形导线框 P 中产生的感应电流 B S t B t2 2 I 0 01 A 其中负号表示电流的方向是顺时针方向 故 C 正确 答案 C 3 安徽理综 如图甲所示 一个电阻为 R 面积为 S 的矩形导线框 abcd 水平放置 在匀强磁场中 磁场的磁感应强度为 B 方向与 ad 边垂直并与线框平面成 45 角 o o 分别是 ab 边和 cd 边的中点 现将线框右半边 obco 绕 oo 逆时针旋转 90 到图乙所示位 置 在这一过程中 导线中通过的电荷量是 A B C D 0 2BS 2R 2BS R BS R 解析 本题考查的是电磁感应的有关知识 意在考查考生对法拉第电磁感应定律 的理解和应用以及对空间几何的观察和想像 首先 根据法拉第电磁感应定律可以导出感应 用心 爱心 专心2 的电荷量为 Q 而 B cos45 B sin45 BScos45 BS 故 A 正确 R S 2 S 2 2 2 答案 A 4 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中 如图所 示 线圈平面与磁场方向成 60 角 磁感应强度随时间均匀变化 用下列 哪些方法可使感应电流增加一倍 A 把线圈匝数增加一倍 B 把线圈面积增加一倍 C 把线圈半径增加一倍 D 改变线圈与磁场方向的夹角 解析 设导线的电阻率为 横截面积为 S0 线圈的半径为 r 则 I E R n t R sin 可见将 r 增加一倍 I 增加 1 倍 将线圈与磁场方向的夹角改变时 n r2 B t sin n 2 r S0 S0r 2 B t sin 不能变为原来的 2 倍 因 sin 最大值为 1 若将线圈的面积增加一倍 半径 r 增加到原 来的倍 电流也增加到原来的倍 I 与线圈匝数无关 22 答案 C 5 如图所示是日光灯的构造示意图 若按图示的电路连接 关 于日光灯发光的情况 下列叙述中正确的是 A S1接通 断开 S2 S3 日光灯就能正常发光 B S1 S2接通 S3断开 日光灯就能正常发光 C S3断开 接通 S1 S2后 再断开 S2 日光灯就能正常发光 D 当日光灯正常发光后 再接通 S3 日光灯仍能正常发光 解析 S1接通 S2 S3断开 电源电压 220V 加在灯管两端 不能使气体电离 日光灯不能发光 选项 A 错误 S1 S2接通 S3断开 灯丝两端被短路 电压为零 日光灯不能发光 选项 B 错误 S3断开 S1 S2接通 灯丝被预 热 发出电子 再断开 S2 镇流器中产生很大的自感电动势 和原电压一起加在灯管两端 使气体电离 日光灯正常发光 选项 C 正确 当日光灯正常发光后 再接通 S3 则镇流器被 短路 灯管两端电压过高 会损坏灯管 选项 D 错误 答案 C 6 如图所示的电路中 三个灯泡 L1 L2 L3的电阻关系为 R1 R2I2 I3 当 S 突然断开时 电感 L 相当于电源 由于此时二极管处于反向截止状 态 故 L2立即熄灭 选项 B 错误 D 正确 L L1和 L3构成一个闭合回路 L 中电流从 I1逐渐 减小 则通过 L1的电流逐渐减小 通过 L3的电流先变大后逐渐变小 故 L1逐渐变暗 L3先 变亮 然后逐渐变暗 选项 A 错误 C 正确 答案 CD 7 如图所示 两根相距为 l 的平行直导轨 ab cd b d 间连 有一固定电阻 R 导轨电阻可忽略不计 MN 为放在 ab 和 cd 上的 一导体杆 与 ab 垂直 其电阻也为 R 整个装置处于匀强磁场中 磁感应强度的大小为 B 方向垂直于导轨所在平面 指向图中纸面 用心 爱心 专心3 内 现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度 v 做匀速运动 令U 表示 MN 两端电压的大小 则 A U Blv 流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d 1 2 B U Blv 流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b 1 2 C U Blv 流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d D U Blv 流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b 解析 导体杆向右匀速运动产生的感应电动势为 Blv R 和导体杆形成一串联电路 由分压原理得 U R Blv 由右手定则可判断出感应电流方向由 N M b d 所以 Blv R R 1 2 A 选项正确 答案 A 8 江西重点中学联考 如图是法拉第做成的世界上第一台发电机 模型的原理图 将铜盘放在磁场中 让磁感线垂直穿过铜盘 图中 a b 导线分别与铜盘边缘和铜盘中心相连 转动铜盘 就可以使闭合 电路获得电流 若图中铜盘半径为 L 匀强磁场的磁感应强度为 B 回 路电阻为 R 从上往下看逆时针匀速运动铜盘的角速度为 则下列说 法正确的是 A 回路中有大小和方向做周期性变化的电流 B 回路中电流大小恒定 且等于 BL2 R C 回路中电流方向不变 且从 b 导线流进灯泡 再从 a 导线流向旋转的铜盘 D 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场 不转动铜盘 灯泡中也 会有电流流过 解析 铜盘可以看成由多根发散状细小铜丝组成 在转动过程中为切割磁感线 产 生感应电动势 E BL BL 由右手定则可知 b 为正极 a 为负极 产生的电流方向不变 v L 2 总是由 b 流向灯泡 由 a 流回铜盘 大小为 I A 错误 B 错误 当铜盘不转动 磁场呈 B L2 2R 正弦规律变化时 铜盘内部产生环形电流 不会对外部电路供电 灯泡不会亮起来 只有 C 正确 答案 C 9 一足够大的正方形区域 ABCD 内存在垂直纸面向里的 匀强磁场 磁场应强度为 B 其顶点 A 在直线 MN 上 且 AB AD 与 MN 的夹角为 45 如图所示 一边长为 a 的正方 形导线框从图示位置沿图示直线 MN 以速度 v 匀速穿过磁场区 域 以逆时针方向为电流正方向 下图中能够正确表示电流 时间关系的是 用心 爱心 专心4 解析 线框由开始位置运动距离 a 的过程中 线框的右边导线切割磁感线 由于导 线进入磁场的部分均匀增大 因此感应电动势均匀增大 线框运动距离在 a 2a 的过程中 线框的右边导线在磁场中的长度越来越小 而左边导线在磁场中的长度越来越大 由于右边 导线产生的电动势为逆时针 而左边导线产生的电动势为顺时针 因此 在此过程中线框总 感应电动势由正值减小到零再到负值 线框运动距离在 2a 3a 的过程中 只有左边导线在 切割磁感线 因此电动势为负值 又由于左边导线在磁场中的长度越来越小 因此电动势也 越来越小 由此可知 C 正确 答案 C 10 开封模拟 在竖直方向的匀强磁场中 水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示 取线圈中磁场 B 的方向向上为正 当磁场中的 磁感应强度 B 随时间 t 如图乙变化时 以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是 解析 考查楞次定律 在前半个周期内 磁场方向向上且逐渐减小 根据楞次定律 可知感应电流的方向为负方向 后半个周期内磁场方向向下且增大 根据楞次定律可知感应 电流的方向为负方向 且后半个周期内磁感应强度的变化率为前半个周期内的两倍 故电流 也为前半个周期的两倍 A 正确 答案 A 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字 说明 计算公式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必 须明确数值和单位 11 如图所示 边长 L 0 20m 的正方形导线框 ABCD 由粗细均匀的 同种材料制成 正方形导线框每边的电阻 R0 1 0 金属棒 MN 与正方 用心 爱心 专心5 形导线框的对角线长度恰好相等 金属棒 MN 的电阻 r 0 20 导线框放置在匀强磁场中 磁场的磁感应强度 B 0 50T 方向垂直导线框所在平面向里 金属棒 MN 与导线框接触良 好 且与导线框对角线 BD 垂直放置在导线框上 金属棒上的中点始终在 BD 连线上 若 金属棒以 v 4 0m s 的速度向右匀速运动 当金属棒运动至 AC 位置时 求 计算结果保留 两位有效数字 1 金属棒产生的电动势大小 2 金属棒 MN 上通过的电流大小和方向 3 导线框消耗的电功率 解析 1 金属棒产生的电动势大小为 E BLv 0 4V 0 57V 22 2 金属棒运动到 AC 位置时 导线框左 右两侧电阻并联 其并联电阻大小为 R并 1 0 根据闭合电路欧姆定律 I 0 48A E R并 r 根据右手定则判定 电流方向从 N 到 M 3 导线框的功率为 P框 I2R并 0 23W 答案 1 0 57V 2 0 48A 方向 N M 3 0 23W 12 将一个矩形金属线框折成直角框架 abcdefa 置于倾角为 37 的斜面上 ab 边与斜面的底线 MN 平行 如图所示 abbc 0 2m 线框总电阻为 R 0 02 ab 边的质量为 cddeeffa m 0 01kg 其余各边的质量为忽略不计 框架可绕过 c f 点的固定 轴自动转动 现从 t 0 时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的 范围足够大的匀强磁场 磁感应强度与时间的关系为 B 0 5t 磁场 方向与 cdef 面垂直 cos37 0 8 sin37 0 6 g 10m s2 1 求线框中感应电流的大小 并在 ab 段导线上画出感应电流的方向 2 t 为何值时框架的 ab 边对斜面的压力为零 解析 1 由题设条件可得 E 0 02V 所以感应电流 I 1 0A t B tcd de E R 根据楞次定律可判断 感应电流的方向从 a b 2 ab 边所受的安培力 FB BI 0 1t 方向垂直于斜面向上 当框架的 ab 边对斜面的 ab 压力为零时 由平衡条件得 FB mgcos37 由以上各式并代入数据得 t 0 8s 答案 1 1 0V a b 2 0 8s 13 高考广东卷 如图 a 所示 一个电阻值为 R 匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1连接成闭合回路 线圈的半径为 r1 在线圈中半径为 r2的圆形区域内存在垂 直于线圈平面向里的匀强磁场 磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图 b 所示 图线 与横 纵轴的截距分别为 t0和 B0 导线的电阻不计 求 0 至 t1时间内 1 通过电阻 R1上的电流大小和方向 2 通过电阻 R1上的电荷量 q 及电阻 R1上产生的热量 解析 1 设 k 由题图 b 可知 磁感应强度 B 与时间 t 的函数关系为 B B0 B0 t0 用心 爱心 专心6 t B0 kt B0 t0 磁场的面积及线圈内的磁通量分别为 S