2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流練習(xí)

1、解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知E反詈，故t=0及t=10一2 s時(shí)刻，E=0，A錯(cuò)，C配餐作業(yè) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流A A 組基礎(chǔ)鞏固題1 1.如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖。爐子的內(nèi)部有一個(gè)金屬線圈，當(dāng)電流通過線 圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流， 由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底 產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便起到加熱物體的作用從而煮熟。因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。以下說法正確的是解析 選用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋無法形成渦流，C C項(xiàng)錯(cuò)

2、誤；A A、B B 項(xiàng)中均能形成渦流,的電阻率小，電熱少，效率低，相對(duì)來說選用平底不銹鋼鍋或鐵鍋為最佳， 正確；由于線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透白紙到達(dá)鍋底，答案 B B2 2.（多選）單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A.A.B.B.C.C.D.D.在在在在t=0 0 時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大一2t= 1 1X1010 s s 時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大t= 2 2X1010一2s s 時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零0 02 2X1010一2s s 時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零A.A.B.B.C.C.D.D.最好使用鋁鍋或銅鍋?zhàn)詈檬褂闷降撞讳P鋼鍋或鐵鍋?zhàn)詈檬褂锰沾慑伝蚰蜔岵Ａу?

3、在電磁爐與鐵鍋之間放一層白紙后無法加熱電磁爐線圈磁感線5銅和鋁A A 項(xiàng)錯(cuò)誤，B B 項(xiàng) 在鐵鍋中產(chǎn)生渦流，能夠加熱，D D 項(xiàng)錯(cuò)誤。穿過線圈的磁通量隨時(shí)間仆鍋解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知E反詈，故t=0及t=10一2 s時(shí)刻，E=0，A錯(cuò)，C3一2一2對(duì)；t= 1 1X1010 s s ,E最大，B B 項(xiàng)對(duì)；0 02 2X1010 s s , 工 0 0,EM0 0, D D 項(xiàng)錯(cuò)。答案 BCBC3 3.（多選）如圖所示是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖,開關(guān) S,S,調(diào)節(jié)電阻 R R 使兩個(gè)燈泡的亮度相同， 斷開開關(guān) S,S,再重新閉合開關(guān) S,S,則（）A.A.B.B.C.C.D.D.調(diào)節(jié)可變電

4、阻R, 使它們都正常發(fā)光，然后0A2_1-廠1A A、A是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡,閉合閉合瞬間，A Ai立刻變亮，A Ae逐漸變亮 閉合瞬間，A立刻變亮，A Ai逐漸變亮 穩(wěn)定后，L和R兩端電勢(shì)差一定相同 穩(wěn)定后，A Ai和 A A2兩端電勢(shì)差不相同解析 根據(jù)題設(shè)條件可知，閉合開關(guān) S S,調(diào)節(jié)電阻R使兩個(gè)燈泡的亮度相同，說明此時(shí)電 阻R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大，斷開開關(guān) S S,再重新閉合開關(guān) S S 的瞬間，根據(jù) 自感原理，可判斷 失，根據(jù)題設(shè)條件， 所以，C C 項(xiàng)正確，答案 BCBC4 4如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律

5、如圖乙所示（規(guī)定斜向下為B的正方向），導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，除導(dǎo)體棒電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。規(guī)定 為外力的正方向，則在水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是（）y_IA Ae立刻變亮，而 A A 逐漸變亮，B B 項(xiàng)正確，A A 項(xiàng)錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消 可判斷線圈L和R兩端的電勢(shì)差一定相同，D D 項(xiàng)錯(cuò)誤。A Ai和A兩端電勢(shì)差也相同,6060的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒b的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方? 0ti時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流I和導(dǎo)體棒ab所受0h甲45C.解析 由楞次定律可判定

6、回路中的電流方向始終為a,由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路中的電流大小恒定，故 A A、B B 項(xiàng)錯(cuò)；由F安=BIl可得F安隨B的變化而變化，在 0 0to時(shí)間 內(nèi)，F(xiàn)安方向水平向右，故外力F與F安等值反向，方向水平向左，為負(fù)值；在toti時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變，為正值，綜上所述， D D 項(xiàng)正確。答案 D D5.5.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d,用導(dǎo)線、開關(guān) K K 與一個(gè)n匝的線圈連接，線B中。兩板間放一臺(tái)小型壓力傳感器，壓力傳感器上m電荷量為q的帶正電小球。K K 沒有閉合時(shí)傳K K 閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?。則線圈中磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量的解析根據(jù) K

7、 K 閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，推出帶正電小球受向上的電?chǎng)力，即上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從上極板經(jīng)線圈流向下極板，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向向下，與原磁場(chǎng)方向相反，又由楞次定律得線圈中磁場(chǎng)正在增強(qiáng)； 對(duì)小球受力分析得qE=學(xué) 其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/+A.圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場(chǎng) 表面絕緣，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為 感器有示數(shù)，變化率分別為mgd2 2nqC.正在減弱,mgdt=2 2qD.D.正在減弱,mgdt2 2nq( (A.A.正在增強(qiáng),6E=n筈，代入得害=黑故 B B 項(xiàng)正確。A tA t2 2nq答案 B B6 6.如圖所示，用一條橫截面

8、積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，把正方形線 框的一半固定在均勻增大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的A B變化率貢=k（k00），虛線ab與正方形線框的一條對(duì)角線重合，導(dǎo)線的電阻率為 列說法正確的是（）線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流線框具有擴(kuò)張的趨勢(shì)解析 根據(jù)楞次定律判斷線框中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，再由安培定則判斷線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針， A A 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律阻礙磁通量變化的含義可知線框應(yīng)該有收縮 的趨勢(shì)，B B 項(xiàng)錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=AAY=s，AB=kL，電流為I=R,R,線框丄丄4，磁場(chǎng)中兩條邊每條受到的安培力為F安

9、=BIL，而線框受到的安培力2 2kBL2S是這兩個(gè)安培力的合力，所以有F=.”2F安，聯(lián)立以上各式可得F=,C項(xiàng)正確;8 8pkL2也=,D D 項(xiàng)錯(cuò)誤。4 4答案 C C7.7.（多選）如圖所示，在水平光滑絕緣桌面上建立直角坐標(biāo)系向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸正方向均勻增大且P。則下A.A.B.B.C.C.D.D.若某時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則線框受到的安培力為kL2- 0. 2 2線框中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小為.2kBLS的總電阻為R=Sa、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差應(yīng)該是電源的路端電壓，是電動(dòng)勢(shì)的一半即xOy,第一象限內(nèi)存在垂直桌面 十農(nóng)k，一邊長(zhǎng)為a、電阻為R7的單匝正方形線圈ABCDE第

10、一象限內(nèi)以速度v沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中AB邊始終與x軸平行，則下列判斷正確的是 （）8A.A.線圈中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向正確；線圈的AB CD兩條邊所受安培力大小相等，D D 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案 BCBC8.8.（20182018 中原名校質(zhì)量考評(píng)）（）（多選）如圖甲所示，光滑形金屬支架ABC固定在水平面里，支架處在垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一金屬導(dǎo)體棒EF放在支架上，用一輕桿將導(dǎo)體棒與墻固定連接，導(dǎo)體棒與金屬支架接觸良好，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示, 則下列說法正確的是XRA B * V- * D O - -OXB.B.線圈中感應(yīng)電流的大小為ka2vC.C. 為保持線圈勻速運(yùn)動(dòng)，可

11、對(duì)線圈施加大小為D.D. 線圈不可能有兩條邊所受安培力大小相等k2a4vR的水平外力解析 由楞次定律得感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，通過線圈的磁通量變化為B=IxA A 項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)線圈向右移動(dòng)一段距離I，則22I=Ia2k,而所需時(shí)間為 t=p,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)2=ka2v,故感應(yīng)電流大小為E ka2vR=，B B 項(xiàng)正確；線圈勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力與安培力平衡，由平衡條件得F= ( (B2-B) )la=ka2I=k2a4vR-( () )AExxXXXXXXXXXXX9XXXA.1 11時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力最大B.1 12時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零C. t2到t3時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力先增

12、大后減小D. t2到t4時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力方向不變10解析tl時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為零，因此回路中的感應(yīng)電流為零， 導(dǎo)體棒受到的安培力為零，因此輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，A A 項(xiàng)錯(cuò)誤；t2時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流不為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，因此導(dǎo)體棒受到的安培力為零，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，B B 項(xiàng)正確；t2時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，t3時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力也為零，過程中不為零，因此C C項(xiàng)正確；t2到t3時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，因此回路有收縮的趨勢(shì)， 導(dǎo)體棒受到的安培力向 左，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力向右，同理分析，t3到t4時(shí)間內(nèi)，桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力向左，D D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案 B

13、CBC【素養(yǎng)立意】考查數(shù)學(xué)在物理中的運(yùn)用，是高考要求的五大能力之一,合。代入數(shù)據(jù)得B= 2.52.5X1010一4T T,故 C C 對(duì)。答案 C C1010英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，如圖所示，一個(gè)半徑本題考查電磁感應(yīng)與二次函數(shù)的結(jié)9 9如圖所示，已知大線圈的面積為4m m2。整個(gè)串聯(lián)回路的電阻是 1 1B B 組能力提升題2 2X1010一3卅,小探測(cè)線圈有 2 2 000000 匝，小線圈的面積為 5 5X1010 000000Q,當(dāng)電鍵 S S 反向時(shí)測(cè)得 Q=Q= 5.05.0X1010一C C。則被測(cè)n 解析 由I=E=學(xué)R R=乎得感應(yīng)電荷量公式Qi

14、=i=n , =2 2BS聯(lián)立得B=R11為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,環(huán)上套一帶電荷量為+q的12小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生A B22解析 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為E=At n r2=k n r2,小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周感生電場(chǎng)對(duì)其所做的功WqE=n r2qk, D D 項(xiàng)正確，A A、B B、C C 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案 D D11.11.CD EF是兩條水平放置的電阻可忽略的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),在水平導(dǎo)軌的左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度為 d,d,如圖所示

15、。導(dǎo)軌的右端接有一電阻R,R,左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接。將一阻值也為R的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終恰好停在磁場(chǎng)的右邊界處。已知導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌接觸良好，且動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，則下列說法正確的是（）BdlR的電荷量為詈RC.整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh1 1D.D. 電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為尹人卩d）解析 由題圖可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，由機(jī)械能守A.電阻R的最大電流為Bd2 2ghRB.B.流過電阻131 12E BLv BL/2 2gh一A 恒有mgh= mv,所以I= R=22R=2，A A 項(xiàng)錯(cuò)誤；流過R的電荷量為q=I t=2 2

16、瓦=14,B B 項(xiàng)錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為2 2R1 1 1 1由于導(dǎo)體棒的電阻也為R,則電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為-Q=q qmgh卩d）, D D 項(xiàng)正確。答案 D D12.12.（20172017 天津）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面 向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是（）C. ab所受的安培力保持不變D. ab所受的靜摩擦力逐漸減小解析磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，根據(jù)楞次定律判斷回路中產(chǎn)生順時(shí)針的電流，ab中的感應(yīng)電流方

17、向由a到b,故 A A 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E=n十S,電阻垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求:Q= mgh-卩mgdC C 項(xiàng)錯(cuò)誤;A.A.B.B.ABSBS磁通量隨時(shí)間的變化率為定值,ab中的感應(yīng)電流不變，故 B B 項(xiàng)錯(cuò)誤;一定，1=nA tR安培力F=BIL,磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，安培力減小，故力和安培力為一對(duì)平衡力，故摩擦力逐漸減小，故 答案 D D一1313. （20172017 江蘇）如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)， 值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下。當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度V。勻速地向右掃過金屬

18、桿后， 的速度變?yōu)閂。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌C C 項(xiàng)錯(cuò)誤；ab始終保持靜止說明靜摩擦D D 項(xiàng)正確。其右端接一阻MNP（的磁感金屬桿ab中的感應(yīng)電流方向由ab中的感應(yīng)電流逐漸減小15Q_ Mix x X：ix X X；! Bd x XXh；X X X|!x x xlPN(1)(1)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I。(2)(2)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a。PQ剛要離開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P。解析 MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bds感應(yīng)電流i=R聯(lián)立以上兩式得I=d。RMN剛掃過金屬桿時(shí)，桿受到的安培力F=Bid,

19、由牛頓第二定律F=ma. . B2d2vo聯(lián)立以上兩式得a=mR。(3)(3)PQ剛要離開金屬桿時(shí)，金屬桿切割磁感線的速度 則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bd( Vov) ),E2電功率P=閔2Vo V2解得P=- R?！板睟dvoB2d2vo答案百冷2 .22Bd vo vR1414如圖所示，兩條相距I的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面( (紙面) )內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bi隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN虛線) )與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。 某時(shí)刻，金屬棒在一外加水 平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，在t。時(shí)刻恰好以速度v。越過MN此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計(jì)。求