9.2法拉第电磁感应定律 自感 涡流.doc

9.2法拉第电磁感应定律自感涡流一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意)1(2011广东理综)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2(2010年江苏单科)一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A. B1C2 D43如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是()A. B.C. D.4如图所示，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，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则在t0时刻()A I0，FT0 BI0，FT0CI0，FT0 DI0，FT05如右图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，t0时，P、Q两板电势相等两板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器P板()A不带电 B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是 D带负电，电荷量是6(2012年江苏苏北四市调研)如图所示的电路中，L是一个自感系数最大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三人完全相同的灯泡，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，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是() 二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)7(2012年镇江模拟)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈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小灯泡电阻偏小C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大8如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v0、3v0速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两次过程中()A导体框中产生的感应电流的方向相同B导体框中产生的焦耳热相同C导体框ad边两端电势差相同D通过导体框截面的电量相同9如图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竖直平面内；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周期性变化的电流B回路中电流大小恒定，且等于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10如图(甲)所示，面积S0.2 m2的线圈，匝数n630匝，总电阻r1.0 ，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，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 V 0.9 W”，滑动变阻器R0上标有“10 1 A”，则下列说法正确的是()A电流表的电流方向向左B为了保证电路的安全，电路中允许通过的最大电流为0.3 AC线圈中产生的感应电动势随时间在变化D若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图(乙)中的t0最小值为40 s三、计算题(本题共2小题，共计30分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(15分)如图所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l0.5 m，左端连接阻值为0.4 的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1 的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量m2.4 g的重物，图中L0.8 m开始时重物与水平地面接触并处于静止整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B00.5 T，并且以0.1 T/s的速度在增大不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g取10 m/s2)12(15分)如下图甲所示，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距d10 cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直，每根棒在导轨间的部分电阻均为R0.1 ，用长为L20 cm的绝缘丝线将两棒系住整个装置处在匀强磁场中，t0时刻磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态，此后磁感应强度B随时间t的变化如下图乙所示，不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断求：(1)02.0 s的时间内，电路中感应电流的大小及方向；(2)t1.0 s时刻丝线的拉力大小1解析：由法拉第电磁感应定律En可知感应电动势的大小E与n有关，与即磁通量变化的快慢成正比，所以A、B错误，C正确由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方向相反原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向，故D错误答案：C2解析：设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内12BSBSBS，第2 s内22B2BSBS.因为En，所以两次电动势大小相等，B正确答案：B3解析：导体棒与磁场垂直，速度与磁场垂直且与棒长度方向垂直，由EBlv，l得I，D正确答案：D4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：C5解析：磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律ESkS，而S，经时间t电容器P板所带电荷量QEC，由楞次定律知电容器P板带负电，故D选项正确答案：D6解析：稳定时，两支路电流大小恒定，I1I2，且均为正方向，选项A、B错误；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：C7解析：由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B、C正确自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故D错答案：BC8解析：由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同，A正确；由电磁感应定律可得Q，因此导体框中产生的焦耳热不同，故B错误；两种情况下电源的电动势不相同，导体框ab边两端电势差不同，C错误；由q知与速度无关，D正确答案：AD9解析：把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，C对、A错回路中感应电动势为EBLBL2，所以电流I，B对当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，D错答案：BC10解析：由楞次定律可知：电流表的电流方向向右；又传感器正常工作时的电阻R10 ，工作电流I0.3 A，由于滑动变阻器工作电流是1 A，所以电路允许通过的最大电流为Imax0.3 A；由于磁场随时间均匀变化，所以线圈中产生的感应电动势是不变的；滑动变阻器的滑片位于最左端时，外电路的电阻为R外20 ，故电动势的最大值Emax，又EmaxImax(R外r)，解得t040 s故只有B、D项正确答案：BD11解析：以MN为研究对象，有BIlFT；以重物为研究对象，有FTFNmg.由于B在增大，安培力BIl增大，绳的拉力FT增大，地面的支持力FN减小，当FN0时