江浙省高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 電磁感應(yīng) 考點(diǎn)強(qiáng)化練28 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感-人教版高三全冊物理試題

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1、考點(diǎn)強(qiáng)化練28　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感 1.(多選)如圖甲所示線圈的匝數(shù)n=100匝,橫截面積S=50 cm2,線圈總電阻r=10 Ω,沿軸向有勻強(qiáng)磁場,設(shè)圖示磁場方向為正,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間做如圖乙所示變化,則在開始的0.1 s內(nèi)(　　) A.磁通量的變化量為0.25 Wb B.磁通量的變化率為2.5×10-2 Wb/s C.a、b間電壓為0 D.在a、b間接一個理想電流表時,電流表的示數(shù)為0.25 A 2. 如圖所示,邊長為a的導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中,bc邊與磁場右邊界重合?，F(xiàn)發(fā)生以下兩個過程:一是僅讓線框以垂直于邊界的速度v勻速向右

2、運(yùn)動;二是僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化。若導(dǎo)線框在上述兩個過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等,則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率為(　　) A. B. C. D. 3. 如圖所示,閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁場垂直,讓線框以沿與ab邊垂直的速度v在磁場中勻速運(yùn)動,則關(guān)于線框中感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢判斷正確的是(　　) A.cd中有向上的電流,且c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢 B.cd中有向上的電流,且d點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢 C.cd中沒有感應(yīng)電流,且d點(diǎn)電勢不等于c點(diǎn)電勢 D.cd中沒有感應(yīng)電流,且d點(diǎn)電勢等于c點(diǎn)電勢 4.如圖甲,100匝的線圈(為了表示線圈的繞向

3、,圖中只畫了2匝)兩端A、B與一個理想電壓表相連。線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場,穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是(　　) A.電壓表的示數(shù)為50 V,A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢 B.電壓表的示數(shù)為0.5 V,A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢 C.電壓表的示數(shù)為50 V,B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢 D.電壓表的示數(shù)為0.5 V,B點(diǎn)電勢高于A點(diǎn)電勢 5.(多選)在如圖甲所示的電路中,電阻R1=R2=2R,圓形金屬線圈半徑為r1,線圈導(dǎo)線的電阻為R,半徑為r2(r2

4、交點(diǎn)坐標(biāo)分別為t0和B0,其余導(dǎo)線的電阻不計。閉合S,至t1時刻,電路中的電流已穩(wěn)定,下列說法正確的是(　　) A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為 B.電容器下極板帶正電 C.電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 D.線圈兩端的電壓為 6.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,如圖甲所示,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則(　　) A.從0到t1時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流越來越小 B.從t1到t2時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流越來越大 C.從0到t1時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的方向為adcba D.從t2到t3時間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的

5、方向為adcba 7. 如圖所示,將兩端刮掉絕緣漆的導(dǎo)線繞在一把銼刀上,一端接上電池(電池另一極與銼刀接觸),手執(zhí)導(dǎo)線的另一端,在銼刀上來回劃動,由于銼刀表面凹凸不平,就會產(chǎn)生電火花。下列說法正確的是(　　) A.電火花是由于摩擦生熱引起的 B.如導(dǎo)線端只向一個方向劃動也能產(chǎn)生電火花 C.要產(chǎn)生電火花,銼刀必須由鐵磁性材料做成 D.事實(shí)上,導(dǎo)線另一端只要保持與銼刀良好接觸而不滑動,也會產(chǎn)生電火花 8.如圖所示,一個有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里。一個三角形閉合導(dǎo)線框,由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動到位置2(右)。取線框剛到達(dá)磁場邊界的時刻為計時起點(diǎn)(t=0)

6、,規(guī)定逆時針方向為電流的正方向,則下圖中能正確反映線框中電流與時間關(guān)系的是(　　) 9. 如圖所示,金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上,棒ab與框架接觸良好。從某一時刻開始,給這個空間施加一個斜向上的勻強(qiáng)磁場,并且磁場均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場均勻增加的過程中,關(guān)于ab棒受到的摩擦力,下列說法正確的是(　　) A.摩擦力大小不變,方向向右 B.摩擦力變大,方向向右 C.摩擦力變大,方向向左 D.摩擦力變小,方向向左 10. 如圖所示,均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大

7、小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小,下列選項正確的是(　　) A. B. C. D. 11. 如圖所示,用同種材料制成的直角三角形線框ABC處在足夠大的水平向右的勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁感線平行,直角邊AB的長是直角邊BC長的,AB邊與磁感線垂直,先讓線框繞AB邊在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,A、B兩端的電壓有效值為U1;再讓線框繞BC邊在勻強(qiáng)磁場中仍以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,結(jié)果A、B兩端

8、的電壓為U2,則為(　　) A. B. C. D. 12. (多選)如圖所示,水平放置的U形框架上接一個阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由靜止開始運(yùn)動距離d后速度達(dá)到v,半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r,其余電阻不計。下列說法正確的是(　　) A.此時AC兩端電壓為UAC=2BLv B.此時AC兩端電壓為UAC= C.此過程中電路產(chǎn)生的電熱為Q=Fd-mv2 D.此過程中通過電阻R0的電荷量為q= 13. 如圖所示,兩個完全相同的線圈從同一高度自由下落,途中在不同高度

9、處通過兩個寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域后落到水平地面上。設(shè)兩線圈著地時動能分別為Eka和Ekb,通過磁場區(qū)域的過程中流過線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量分別為qa和qb,則下列判斷正確的有(　　) A.Eka=Ekb、qaEkb、qa>qb C.Eka>Ekb、qa=qb D.Eka

10、S2,則能較正確表示L中的電流I隨時間t的變化的圖線是(　　) 15. 如圖所示,光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,間距為l,其左端接一電阻為R、額定電壓為U的燈泡,其阻值可視作恒定。在虛線MN的右側(cè)存在豎直向下的、大小為B的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)在MN左側(cè)的適當(dāng)位置垂直導(dǎo)軌放置一根電阻為r的導(dǎo)體棒。棒在恒定的外力F的作用下,向右做加速運(yùn)動,在進(jìn)入磁場時,恰使燈泡正常發(fā)光,隨后燈泡逐漸變暗,最終穩(wěn)定在一個不到正常發(fā)光的亮度。則: (1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場的速度多大? (2)燈泡亮度穩(wěn)定時的導(dǎo)體棒速度是多少? 考點(diǎn)強(qiáng)化練28　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感 1.BD　通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),

11、若設(shè)Φ2=B2S為正,則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ=B2S-(-B1S),代入數(shù)據(jù)即ΔΦ=(0.1+0.4)×50×10-4 Wb=2.5×10-3 Wb,A錯;磁通量的變化率 Wb/s=2.5×10-2 Wb/s,B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)a、b間斷開時,其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢大小為E=n=2.5 V且恒定,C錯;在a、b間接一個理想電流表時相當(dāng)于a、b間接通而形成回路,回路總電阻即為線圈的總電阻,故感應(yīng)電流大小I= A=0.25 A,D正確。 2.B　線框以垂直于邊界的速度v勻速向右運(yùn)動時,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=B0av,感應(yīng)電流為I=。磁感應(yīng)強(qiáng)度

12、隨時間均勻變化,E'=a2,E'=IR,聯(lián)立得a2=B0av,得。 3.C　根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,即當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時,閉合回路中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。本題中,線框運(yùn)動的過程,磁通量不變,故回路中沒有感應(yīng)電流;根據(jù)右手定則,整個導(dǎo)體向右切割磁場,導(dǎo)體的ad端電勢高于bc端的電勢,故C正確。 4.A　根據(jù)圖象知,=0.5 Wb/s,線圈中的感應(yīng)電動勢E=N=50 V,電壓表的讀數(shù)為50 V。根據(jù)楞次定律可判得線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向,所以B點(diǎn)電勢低于A點(diǎn)電勢,故A正確。 5.BCD　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,則有:E=S=,選項A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生的順

13、時針方向電流,則電容器下極板帶正電,B正確;電流I=,選項C正確;UR1=I·4R=,故D正確。 6.D　由圖可知,0~1 s內(nèi),由E=S可知,線圈中磁通量的變化率不變,故0~1 s內(nèi)電流的大小不變,選項A錯誤;同理可知,1~2 s內(nèi)電路中的電流大小不變,選項B錯誤;由楞次定律可知,從0到t1時間內(nèi),穿過線圈的磁通量向里增加,可知導(dǎo)線框中電流的方向為abcda,選項C錯誤;同理可判斷,從t2到t3時間內(nèi),穿過線圈的磁通量向外增加,導(dǎo)線框中電流的方向為adcba,選項D正確。 7.B　由圖可知,產(chǎn)生電火花的回路由導(dǎo)線、銼刀與電池組成,手執(zhí)導(dǎo)線的另一端,在銼刀上來回劃動時產(chǎn)生的電火花,是由于電

14、路時通時斷,在回路中產(chǎn)生自感電動勢產(chǎn)生的,與導(dǎo)線運(yùn)動的方向無關(guān),如導(dǎo)線端只向一個方向劃動也能產(chǎn)生電火花。故A錯誤,B正確;根據(jù)原理可知,只要銼刀是導(dǎo)體,則實(shí)驗均能完成,故C錯誤;如果導(dǎo)線另一端保持與銼刀良好接觸而不滑動,就不會產(chǎn)生自感電動勢,從而不會產(chǎn)生電火花,選項D錯誤。 8.A　線框進(jìn)入磁場的過程,磁通量向里增加,根據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場向外,由安培定則可知感應(yīng)電流方向為逆時針,電流i應(yīng)為正方向,故B、C錯誤;線框進(jìn)入磁場的過程,線框有效的切割長度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv,可知感應(yīng)電動勢先均勻增大后均勻減小;線框完全進(jìn)入磁場的過程,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。線框穿出磁

15、場的過程,磁通量向里減小,根據(jù)楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場向里,由安培定則可知感應(yīng)電流方向為順時針,電流i應(yīng)為負(fù)方向;線框有效的切割長度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv,可知感應(yīng)電動勢先均勻增大后均勻減小,故A正確,D錯誤。 9.B　由法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定則知,ab中產(chǎn)生的電流的大小恒定,方向由b到a,由左手定則,ab受到的安培力方向向左下方,F=BIL,由于B均勻變大,F變大, F的水平分量Fx變大,靜摩擦力Ff=Fx變大,方向向右,B正確。 10.C　線框轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電流I1=;線框中磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2=,要使二者相等,需,故C項正確。 11.D　設(shè)BC邊長為d,則AB邊長

16、為d,讓線框繞AB邊在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,則線框中感應(yīng)電動勢的最大值Em=B×d2ω=Bd2ω,電動勢的有效值E=Bd2ω,A、B兩端的電壓有效值U1=E=Bd2ω,讓線框繞BC邊在勻強(qiáng)磁場中仍以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,A、B兩端的電壓U2=Bd2ω=Bd2ω,因此有,選項D正確。 12.BD　AC的感應(yīng)電動勢為E=2BLv,兩端電壓為UAC=,A錯,B對;由功能關(guān)系得Fd=mv2+Q+Q摩,C錯;此過程中平均感應(yīng)電流為I=,通過電阻R0的電荷量為q=IΔt=,D對。 13.C　令線圈電阻為R,切割磁感線的邊長為L,所以兩線圈在進(jìn)、出磁場時產(chǎn)生的安培力為F=,因兩線圈在進(jìn)、出磁場時對應(yīng)

17、速度滿足vaEkb;而線圈在通過磁場區(qū)域的過程中流過線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量為q=Δt=Δt=,即qa=qb,C對。 14.A　在t=0時刻,接通開關(guān)S1,通過線圈的電流從無到有增大,線圈中產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流增大,使得線圈中電流只能逐漸增大,而方向不變,仍為正方向。當(dāng)電流穩(wěn)定后,線圈中不產(chǎn)生自感電動勢,電流一定。在t=t1時刻,再接通開關(guān)S2,線圈和R被短路,線圈中電流將要減小,由于自感電動勢的阻礙,使得線圈中電流只能逐漸減小到零,根據(jù)楞次定律,電流方向與原來方向相同,仍為正方向。故選A。 15.答案 (1)　(2) 解析 (1)令金屬棒進(jìn)入磁場時的速度為v,由于燈泡正常發(fā)光,有E=BLv,U=E,解得v=。 (2)令金屬棒最終穩(wěn)定速度為v',由于穩(wěn)定時導(dǎo)體棒將勻速,有 E=BLv'　I=,F=BIL=,解得v'=。