2022年高三物理一輪復習 第9章 第2講 法拉第電磁感應定律 自感 渦流練習

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1、2022年高三物理一輪復習 第9章 第2講 法拉第電磁感應定律 自感 渦流練習 選擇題(每題5分,共20分) 1.(xx浙江大聯考五聯,7)如圖所示,一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結論正確的是(　　) A.感應電流方向不變 B.CD段直導線始終不受安培力 C.感應電動勢最大值Em=Bav D.感應電動勢平均值 =πBav 2.(xx北京海淀期末,7)在空間存在著豎直向上的各處均勻的磁場,將一個不變形的單匝金屬圓線圈

2、放入磁場中,規(guī)定線圈中感應電流方向如圖甲所示的方向為正。當磁場的磁感應強度 B豎直向上,大小隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示時,圖丙中能正確表示線圈中感應電流隨時間變化的圖線是(　　) 丙 3.(xx北京海淀期末,4)如圖所示電路中,燈泡A、B的規(guī)格相同,電感線圈L的自感系數足夠大且電阻可忽略。下列關于此電路的說法中正確的是(　　) A.S閉合后的瞬間,A、B同時亮,然后A變暗最后熄滅 B.S閉合后的瞬間,B先亮,A逐漸變亮,最后A、B一樣亮 C.S斷開后的瞬間,A立即熄滅,B逐漸變暗最后熄滅 D.S斷開后的瞬間,B立即熄滅,A閃亮一下后熄滅 4.(xx浙江臺州期末,6

3、)某學生設計了一個驗證法拉第電磁感應定律的實驗,實驗裝置如圖甲所示。在大線圈Ⅰ中放置一個小線圈Ⅱ,大線圈Ⅰ與多功能電源連接。多功能電源輸入到大線圈Ⅰ的電流i1 的周期為T,且按圖乙所示的規(guī)律變化,電流i1 將在大線圈Ⅰ的內部產生變化的磁場,該磁場磁感應強度B與線圈中電流i的關系為B=ki1(其中k為常數)。小線圈Ⅱ與電流傳感器連接,并可通過計算機處理數據后繪制出小線圈Ⅱ中感應電流i2隨時間t變化的圖像。若僅將多功能電源輸出電流變化的頻率適當增大,則圖丙所示各圖像中可能正確反映i2-t圖像變化的是(圖丙中分別以實線和虛線表示調整前、后的i2-t圖像)(　　) 丙 B組

4、　xx模擬·提升題組 時間:30分鐘　　分值:40分 一、選擇題(每題6分,共18分) 1.(xx浙江大聯考五聯,10)電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制造的用來測量管內電介質體積流量的感應式儀表。如圖所示為電磁流量計的示意圖,勻強磁場方向垂直于紙面向里,磁感應強度大小為B。當管中的導電液體流過時,測得管壁上a、b兩點間的電壓為U,單位時間(1 s)內流過管道橫截面的液體體積為流量(m3),已知管道直徑為D,則(　　) A.管中的導電液體流速為 B.管中的導電液體流速為 C.管中的導電液體流量為 D.管中的導電液體流量為 2.(xx浙江寧波期末,12)如圖所示是研究自感實

5、驗的實物電路,L1、L2是兩個規(guī)格相同的小燈泡,L為自感線圈,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器R,使兩個燈泡的亮度相同,然后斷開開關S,則(　　) A.閉合開關S,L1、L2都逐漸變亮 B.閉合開關S,L2立刻變亮,L1逐漸變亮 C.閉合開關S穩(wěn)定后,L仍有自感電動勢 D.閉合開關S穩(wěn)定后,斷開S,L沒有自感電動勢 3.(xx浙江寧波期末,9)如圖甲所示,在圓形線框的區(qū)域內存在勻強磁場,開始時磁場方向垂直于紙面向里。若磁場的磁感應強度B按照圖乙所示規(guī)律變化,則線框中的感應電流I(取逆時針方向為正方向)隨時間t的變化圖線是(　　) 二、非選擇題(4題10分,5題12分,共22分

6、) 4. (xx北京西城期末,20)(1)如圖1所示,兩根足夠長的平行導軌,間距L =0.3 m,在導軌間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B1 =0.5 T。一根直金屬桿MN以v=2 m/s的速度向右勻速運動,桿MN始終與導軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r1=1 Ω,導軌的電阻可忽略。求桿MN中產生的感應電動勢E1。 圖1 　　(2)如圖2所示,一個匝數n=100的圓形線圈,面積S1=0.4 m2,電阻r2=1 Ω。在線圈中存在面積為S2=0.3 m2、垂直線圈平面(指向紙外)的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度B2隨時間t變化的關系如圖3所示。求圓形線圈中產生的感應電動勢E2。 圖

7、2　　　　　　　　　　圖3　　　　 (3)有一個R=2 Ω的電阻,將其兩端a、b分別與圖1中的導軌和圖2中的圓形線圈相連接,b端接地。試判斷以上兩種情況中,哪種情況a端的電勢較高?求這種情況中a端的電勢φa。 5.(xx浙江杭州一模,17)如圖甲所示,發(fā)光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具,它在飛起時能夠發(fā)光。某同學對竹蜻蜓的電路作如下簡化:如圖乙所示,半徑為L的金屬圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面、通過圓心O的金屬軸O1O2以角速度ω勻速轉動,圓環(huán)上接有電阻均為r的三根導電輻條OP、OQ、OR,輻條互成120°角。在圓環(huán)內,圓心角為120°的扇形區(qū)域內存在垂直圓環(huán)平面向下、磁

8、感應強度為B的勻強磁場,在轉軸O1O2與圓環(huán)的邊緣之間通過電刷與一個LED燈(可看成二極管,發(fā)光時,電阻為r)相連。圓環(huán)及其他電阻不計,從輻條OP進入磁場開始計時。 (1)順著磁感線方向看,圓環(huán)繞O1O2軸沿什么方向旋轉,才能使LED燈發(fā)光?在不改變玩具結構的情況下,如何使LED燈發(fā)光時更亮? (2)在輻條OP轉過60°的過程中,求通過LED燈的電流; (3)求圓環(huán)每旋轉一周,LED燈消耗的電能。 A組　xx模擬·基礎題組 選擇題 1.AC　由楞次定律可知,感應電流方向不變,A正確。 CD段直導線始終受到安培力,B錯誤。 感應電動勢最大值即為切割磁感線等效長度最

9、大時的電動勢,故Em=Bav,C正確。 =① ΔΦ=B·πa2② Δt=③ 由①②③得=πBav,D錯誤。 2.B　從乙圖知,0~1 s內磁感應強度B均勻增大,根據楞次定律,線圈中產生方向與圖甲中相同的感應電流,再根據法拉第電磁感應定律,感應電流大小不變;1~2 s內磁感應強度B不變,不產生感應電流;2~4 s內磁感應強度B均勻減小,故線圈中產生方向與圖甲中相反的感應電流,且大小應為0~1 s時間段內感應電流的一半,故B項正確。 3.AD　S閉合瞬間,由于L的自感作用,電流通過燈A和B,兩燈同時亮。隨著L自感作用的逐漸減弱直到消失,燈A被短路,最后熄滅,選項A對、B錯;S斷開瞬間,

10、B燈立即熄滅,而A燈中會有由L自感現象而產生的自感電流通過,使A燈再亮起后,逐漸變暗直到熄滅,選項C錯、D對。 4.D　大線圈中的電流產生了磁場,使小線圈中有磁通量,因此i2===,當i1頻率增大時, 將增大,則i2將增大,又因i1的變化是分段均勻的,因此在相應時間內i2是恒定的,故D正確。 B組　xx模擬·提升題組 一、選擇題 1.AD　根據法拉第電磁感應定律,有U=BDv,管中的導電液體流速v=,選項A正確、B錯誤;管中的導電液體流量Q=v×t×S=v×π×=,選項C錯誤,D正確。 2.B　L1與線圈相連,閉合開關后線圈發(fā)生自感,L1逐漸變亮,L2與滑動變阻器相連,閉合開關后,L

11、2立刻變亮,選項A錯誤,選項B正確;自感現象在開關閉合和斷開的時候發(fā)生,電路穩(wěn)定后,線圈沒有自感電動勢,選項C、D錯誤。 3.C　感應電動勢E=S,在0~t1和t1~t2時間內,感應電動勢的大小不變,感應電流的大小不變,A、B錯誤;根據楞次定律,在0~t1時間內,感應電流為負方向,在t1~t2時間內,感應電流為正方向,選項C正確,D錯誤。 二、非選擇題 4.答案　(1)0.3 V　(2)4.5 V　(3)見解析 解析　(1)桿MN做切割磁感線的運動,產生的感應電動勢E1=B1Lv=0.3 V (2)穿過圓形線圈的磁通量發(fā)生變化,產生的感應電動勢E2=nS2=4.5 V (3)當

12、電阻R與圖1中的導軌相連接時,a端的電勢較高 通過電阻R的電流I==0.1 A 電阻R兩端的電勢差φa-φb=IR a端的電勢φa=IR=0.2 V 5.答案　(1)見解析　(2)　(3) 解析　(1)由右手定則可以判斷出,順著磁感線方向看,圓環(huán)繞軸O1O2沿逆時針方向旋轉,才能使LED燈發(fā)光。 在不改變玩具結構的情況下,增大轉動的角速度ω可以使LED燈更亮。 (2)感應電動勢E=BL2ω 外電阻R1=r/3 內電阻R2=r 外電壓U=R1E/(R1+R2) 流過LED燈的電流I=U/r 解得:I= (3)轉動一周電流不變 t=2π/ω E=I2rt 解得:E=。