2012高考物理总复习 法拉第电磁感应定律 自感 涡流讲与练配套课时作业 新课标

用心 爱心 专心1 课时作业课时作业 2828 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 自感自感 涡流涡流 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2 Wb 则 A 线圈中感应电动势每秒增加 2 V B 线圈中感应电动势每秒减少 2 V C 线圈中感应电动势始终为 2 V D 线圈中感应电动势始终为一个确定值 但由于线圈有电阻 电动势小于 2 V 解析 由E 知 t恒定 所以E 2 V t 答案 C 2 下列关于感应电动势大小的说法中 正确的是 A 线圈中磁通量变化越大 线圈中产生的感应电动势一定越大 B 线圈中磁通量越大 产生的感应电动势一定越大 C 线圈放在磁感应强度越强的地方 产生的感应电动势一定越大 D 线圈中磁通量变化越快 产生的感应电动势越大 解析 由法拉第电磁感应定律E n知 感应电动势与磁通量的变化率成正比 与 t 磁通量的大小 磁通量的变化和磁感应强度无关 故只有 D 项正确 答案 D 3 如图 1 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 图 1 A I B I BLv R 3BLv 2R C I D I BLv 2R 3BLv 3R 解析 因为导体棒匀速运动 所以平均感应电动势的大小等于瞬时感应电动势的大小 用心 爱心 专心2 又因为题中L的有效长度为 故E Bv 3L 2 3L 2 据闭合电路欧姆定律得I 3BLv 2R 答案 B 图 2 4 如图 2 所示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导线与铜盘的中轴线处在同一平面内 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 回路总电阻为 R 从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为 则下列说法正确的是 A 回路中有大小和方向作周期性变化的电流 B 回路中电流大小恒定 且等于 BL2 2R 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按正弦规律变化的磁场 不转动铜盘 灯泡 中也会有电流流过 解析 铜盘在转动的过程中产生恒定的电流I A 错 B 对 由右手定则可知铜 BL2 2R 盘在转动的过程中产生恒定的电流从b导线流进灯泡 再从a导线流向旋转的铜盘 C 正 确 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场 不转动铜盘时闭合回 路磁通量不发生变化 灯泡中没有电流流过 D 错误 答案 BC 图 3 5 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 3 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 用下列哪种方法可使感应电流增加一 倍 A 把线圈匝数增加一倍 用心 爱心 专心3 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 n r2 B tsin n 2 r S0 S0r 2 B t 夹角改变时 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 1 倍 电流增加 1 倍 I与线圈匝数无关 22 答案 C 图 4 6 如图 4 所示的电路中 线圈L的自感系数足够大 其直流电阻忽略不计 LA LB是 两个相同的灯泡 下列说法中正确的是 A S 闭合后 LA LB同时发光且亮度不变 B S 闭合后 LA立即发光 然后又逐渐熄灭 C S 断开的瞬间 LA LB同时熄灭 D S 断开的瞬间 LA再次发光 然后又逐渐熄灭 解析 线圈对变化的电流有阻碍作用 开关接通时 LA LB串联 同时发光 但电流 稳定后线圈的直流电阻忽略不计 使LA被短路 所以 A 错误 B 正确 开关断开时 线圈 阻碍电流变小 产生自感电动势 使LA再次发光 然后又逐渐熄灭 所以 C 错误 D 正 确 答案 BD 7 图 5 如图 5 所示是高频焊接原理示意图 线圈中通以高频变化的电流时 待焊接的金属工 件中就产生感应电流 感应电流通过焊缝产生大量热量 将金属熔化 把工件焊接在一起 用心 爱心 专心4 而工件其他部分发热很少 以下说法正确的是 A 电流变化的频率越高 焊缝处的温度升高得越快 B 电流变化的频率越低 焊缝处的温度升高得越快 C 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小 D 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大 解析 在互感现象中产生的互感电动势的大小与电流的变化率成正比 电流变化的频 率越高 感应电动势越大 由欧姆定律I 知产生的涡流越大 又P I2R R越大P越大 E R 焊缝处的温度升高得越快 答案 AD 8 2010 浙江高考 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 如图 6 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 6 乙所 示 在t 0 时刻平板之间中心有一重力不计 电荷量为q的静止微粒 则以下说法正确的 是 用心 爱心 专心5 图 6 A 第 2 秒内上极板为正极 B 第 3 秒内上极板为负极 C 第 2 秒末微粒回到了原来位置 D 第 2 秒末两极板之间的电场强度大小为 0 2 r2 d 解析 根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势大小 即电容器两极间电压大小 始终 为 0 1 r2 由楞次定律可判定 0 1 s 下极板为正极 1 3 s 上极板为正极 3 4 s 下 极板为正极 选项 A 正确 B D 错误 第 2 s 末微粒离原位置最远 选项 C 错误 图 7 答案 A 二 计算题 3 12 36 9 2009 全国卷 图 8 如图 8 匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里 大小随时间的变化率 k k B t 为负的常量 用电阻率为 横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框 将方框固定 于纸面内 其右半部位于磁场区域中 求 1 导线中感应电流的大小 2 磁场对方框作用力的大小随时间的变化率 用心 爱心 专心6 解析 1 导线框的感应电动势为 t l2 B 1 2 导线框中的电流为I R 式中R是导线框的电阻 根据电阻率公式有R 4l S 联立 式 将 k代入得I B t klS 8 2 导线框所受磁场的作用力的大小为f BIl 它随时间的变化率为 Il f t B t 由 式得 f t k2l2S 8 图 9 10 2010 山东济宁质检 如图 9 所示 匀强磁场的磁感应强度B 0 1 T 金属棒AD 长 0 4 m 与框架宽度相同 电阻r 1 3 框架电阻不计 电阻R1 2 R2 1 当金属棒以 5 m s 速度匀速向右运动时 求 1 流过金属棒的感应电流为多大 2 若图中电容器C为 0 3 F 则电容器中储存多少电荷量 解析 1 棒产生的电动势E Blv 0 2 V 外电阻R R1R2 R1 R2 2 3 通过棒的感应电流I 0 1 A E R r 2 电容器两板间的电压U IR V 1 15 带电量Q CU 2 10 8 C 答案 1 0 1 A 2 2 10 8 C 11 2010 广州三校联考 如图 10 甲所示 光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固 定在同一水平面上 两导轨间距L 0 2 m 电阻R 0 4 导轨上停放一质量m 0 1 kg 电阻r 0 1 的金属杆 导轨电阻忽略不计 整个装置处在磁感应强度B 0 5 T 的 匀强磁场中 磁场的方向竖直向下 现用一外力F沿水平方向拉杆 使之由静止开始运动 用心 爱心 专心7 若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示 求 图 10 1 金属杆在 5 s 末的运动速率 2 第 4 s 末时外力F的功率 解析 1 因为 U R