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(cè)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(chǎng),設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示變化,則在開(kāi)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(gè)理想電流表時(shí),電流表的示數(shù)為0.25 A 2. 如圖所示,邊長(zhǎng)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(chǎng)中,bc邊與磁場(chǎng)右邊界重合?，F(xiàn)發(fā)生以下兩個(gè)過(guò)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(dòng);二是僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化。若導(dǎo)線框在上述兩個(gè)過(guò)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(shí)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(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)垂直,讓線框以沿與ab邊垂直的速度v在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng),則關(guān)于線框中感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)判斷正確的是(　　) A.cd中有向上的電流,且c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì) B.cd中有向上的電流,且d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì) C.cd中沒(méi)有感應(yīng)電流,且d點(diǎn)電勢(shì)不等于c點(diǎn)電勢(shì) D.cd中沒(méi)有感應(yīng)電流,且d點(diǎn)電勢(shì)等于c點(diǎn)電勢(shì) 4.如圖甲,100匝的線圈(為了表示線圈的繞向

3、,圖中只畫(huà)了2匝)兩端A、B與一個(gè)理想電壓表相連。線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場(chǎng),穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電壓表的示數(shù)為50 V,A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) B.電壓表的示數(shù)為0.5 V,A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì) C.電壓表的示數(shù)為50 V,B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì) D.電壓表的示數(shù)為0.5 V,B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì) 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(jì)。閉合S,至t1時(shí)刻,電路中的電流已穩(wěn)定,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)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(chǎng)的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則(　　) A.從0到t1時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中電流越來(lái)越小 B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中電流越來(lái)越大 C.從0到t1時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍dcba D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中電流的

5、方向?yàn)閍dcba 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(lái)回劃動(dòng),由于銼刀表面凹凸不平,就會(huì)產(chǎn)生電火花。下列說(shuō)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(gè)方向劃動(dòng)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(dòng),也會(huì)產(chǎn)生電火花 8.如圖所示,一個(gè)有矩形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框,由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)。取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0)

6、,規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?則下圖中能正確反映線框中電流與時(shí)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(shí)刻開(kāi)始,給這個(gè)空間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),并且磁場(chǎng)均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場(chǎng)均勻增加的過(guò)程中,關(guān)于ab棒受到的摩擦力,下列說(shuō)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(chǎng)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(chǎng)邊緣重合;磁場(chǎng)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(kāi)始繞過(guò)圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小,下列選項(xiàng)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(chǎng)中,線框平面與磁感線平行,直角邊AB的長(zhǎng)是直角邊BC長(zhǎng)的,AB邊與磁感線垂直,先讓線框繞AB邊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),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(chǎng)中仍以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),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(gè)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(chǎng)中,一個(gè)半徑為L(zhǎng)、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(kāi)始運(yùn)動(dòng)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(jì)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.此時(shí)AC兩端電壓為UAC=2BLv B.此時(shí)AC兩端電壓為UAC= C.此過(guò)程中電路產(chǎn)生的電熱為Q=Fd-mv2 D.此過(guò)程中通過(guò)電阻R0的電荷量為q= 13. 如圖所示,兩個(gè)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(guò)兩個(gè)寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后落到水平地面上。設(shè)兩線圈著地時(shí)動(dòng)能分別為Eka和Ekb,通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中流過(guò)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(shí)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(chǎng)?，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(dòng),在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),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(gè)不到正常發(fā)光的亮度。則: (1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度多大? (2)燈泡亮度穩(wěn)定時(shí)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(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)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(cuò);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(kāi)時(shí),其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=n=2.5 V且恒定,C錯(cuò);在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)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(dòng)時(shí),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(shí)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(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合回路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。本題中,線框運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,磁通量不變,故回路中沒(méi)有感應(yīng)電流;根據(jù)右手定則,整個(gè)導(dǎo)體向右切割磁場(chǎng),導(dǎo)體的ad端電勢(shì)高于bc端的電勢(shì),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(dòng)勢(shì)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?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?所以B點(diǎn)電勢(shì)低于A點(diǎn)電勢(shì),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(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生的順

13、時(shí)針?lè)较螂娏?則電容器下極板帶正電,B正確;電流I=,選項(xiàng)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(xiàng)A錯(cuò)誤;同理可知,1~2 s內(nèi)電路中的電流大小不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由楞次定律可知,從0到t1時(shí)間內(nèi),穿過(guò)線圈的磁通量向里增加,可知導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍bcda,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;同理可判斷,從t2到t3時(shí)間內(nèi),穿過(guò)線圈的磁通量向外增加,導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍dcba,選項(xiàng)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(lái)回劃動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電火花,是由于電

14、路時(shí)通時(shí)斷,在回路中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的,與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān),如導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng)也能產(chǎn)生電火花。故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)原理可知,只要銼刀是導(dǎo)體,則實(shí)驗(yàn)均能完成,故C錯(cuò)誤;如果導(dǎo)線另一端保持與銼刀良好接觸而不滑動(dòng),就不會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),從而不會(huì)產(chǎn)生電火花,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8.A　線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)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(chǎng)向外,由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,電流i應(yīng)為正方向,故B、C錯(cuò)誤;線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程,線框有效的切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv,可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小;線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。線框穿出磁

15、場(chǎng)的過(guò)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(chǎng)向里,由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,電流i應(yīng)為負(fù)方向;線框有效的切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv,可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小,故A正確,D錯(cuò)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(dòng)產(chǎn)生電流I1=;線框中磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2=,要使二者相等,需,故C項(xiàng)正確。 11.D　設(shè)BC邊長(zhǎng)為d,則AB邊長(zhǎng)

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

17、速度滿足vaEkb;而線圈在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中流過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量為q=Δt=Δt=,即qa=qb,C對(duì)。 14.A　在t=0時(shí)刻,接通開(kāi)關(guān)S1,通過(guò)線圈的電流從無(wú)到有增大,線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),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(dòng)勢(shì),電流一定。在t=t1時(shí)刻,再接通開(kāi)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(dòng)勢(shì)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(lái)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(chǎng)時(shí)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(shí)導(dǎo)體棒將勻速,有 E=BLv'　I=,F=BIL=,解得v'=。