2019年高考物理一轮复习第10章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流习题新人教版

1、第十章 第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流2-NIAN-GAO-KAO-MO-N)1. （2017 全国卷I）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是导学号 21992691 ( A )ABCD解析 施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培

2、力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案A 中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化；方案 B 中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右振动时， 通过它的磁通量不变； 方案 C 中，紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变；方案 D 中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A。2. （2017 全国卷H）（多选）两条平行虚线间存在一匀强磁场， 磁感应强度方向与纸面垂直。边长为 0.1 m、总电阻为 0.005Q的正方形导线框abed位于纸面内，cd边与磁场

3、边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，ed边于t= 0 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是导学号 21992692 （ BC ）A.磁感应强度的大小为 0.5T0.01E/V0-0.0OJ0.6 ；r/s.图曲|X K Xb2B.导线框运动的速度的大小为0.5m/sC. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t= 0.4s 至t= 0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N一L0.1“解析由题图（b）可知，导线框运动的速度大小v=02m/s = 0.5m/s ,B 项正确；导线

4、框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由E=BLv,得B=E= 0 T= 0.2T , A 项错Lv0.1X0.5误；由图可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可 知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C 项正确；在 0.40.6s 这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小1=E=7070A=2A,则导线框受到的安培力F=BIL= 0.2X2X0.1NR0.005=0.04N , D 项错误。3.（2017 北京卷）图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关 S 瞬间，灯 A 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S,

5、灯 A 逐渐变亮， 而另一个相同的灯 As立即变亮，最终 A 与 As的亮度相同。下列说法正确的是 导学号 21992693 |（ C ）mifti?A. 图 1 中，A与L1的电阻值相同B.图 1 中，闭合 S,电路稳定后，A 中电流大于 L 中电流C. 图 2 中，变阻器R与L2的电阻值相同D.图 2 中，闭合 S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等解析 题图 1 中，稳定时通过 A 的电流记为II,通过L1的电流记为丨1。S 断开瞬间， A 突然变亮，可知|1，因此 A 和L1电阻不相等，所以 A、B 错误；题图 2 中，闭合 S2时, 由于自感作用，通过L2与A的电流|2会逐渐增大，

6、而通过R与 A3的电流|3立即变大，因此 电流不相等，所以 D 错误；由于最终 A2与 As亮度相同，所以两支路电流I相同，根据部分电 路欧姆定律，两支路电压U与电流I均相同，所以两支路电阻相同。由于 A2、As完全相同， 故变阻器R与L2的电阻值相同，所以 C 正确。4. （2016 浙江理综）如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均 为 10 匝，边长la= 3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀 增大，不考虑线圈之间的相互影响，则|导学号 21992694 |（ B ）3A. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为

7、9 : 1C.a、b线圈中感应电流之比为 3 : 4D.a、b线圈中电功率之比为 3 : 1解析由于磁感应强度随时间均匀增大，则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，故 A 项错误；根据法拉第电磁感应定律E=N貯=“普，而磁感应2ABEaS Ia强度均匀变化，即 -恒定，则a、b线圈中的感应电动势之比为：=2= 9，故 B 项正确；AtEbSblbIRiaE根据电阻定律R=，且L= 4NI，贝y i= = 3,由闭合电路欧姆定律I=，得a、b线圈SR? IbRIa FaQ中的感应电流之比为 厂=7 -= 3，故 C 项错误；由功率公式P=I R知，a、b线圈中的电功IbEbR

8、iR丨2R ,率之比为p= P2 R= 27,故 D 项错误。5.（2016 全国卷n）（多选）法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是 |导学号 21992695 |（ AB ）A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2 倍，则电流在R上的热功率也变为原来的 2 倍解析设圆盘的半径为r,圆

9、盘转动的角速度为3,则圆12盘转动产生的电动势为E=尹r23，可知，转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A 项正确；根据右手定则可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，X X X X X XXx a xxX4即电流沿a到b的方向流动，B 项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C 项错误； 若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电动势变为原来的 4 倍，电流变为原来的 4 倍，由P=l2R可知，电阻R上的热功率变为原来的 16 倍，D 项错误。6.（20 16 江苏卷）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间。照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清

10、晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以速度v=7.7 km/s 绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M N的连线垂直，M N间的距一5离L= 20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B= 1.0X10 T ,将太阳帆 板视为导体。导学号 21992696XXXX(1) 求M N间感应电动势的大小E;(2) 在太阳帆板上将一只“ 1.5V、0.3W”的小灯泡与M N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻。试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3) 取地球半径R= 6.4X103km,地球表面的重力加速度g= 9.8m/s2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)。答案：(1)1.5