【紅對勾】2020高考物理 法拉第電磁感應定律 自感 渦流課時作業(yè)

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1、課時作業(yè)28　法拉第電磁感應定律　自感　渦流 時間：45分鐘　　滿分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．穿過一個單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則(　　) A．線圈中感應電動勢每秒增加2 V B．線圈中感應電動勢每秒減少2 V C．線圈中感應電動勢始終為2 V D．線圈中感應電動勢始終為一個確定值，但由于線圈有電阻，電動勢小于2 V 解析：由E＝知：ΔΦ/Δt恒定，所以E＝2 V. 答案：C 2．下列關于感應電動勢大小的說法中，正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢一定越大 B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應電動勢

2、一定越大 C．線圈放在磁感應強度越強的地方，產(chǎn)生的感應電動勢一定越大 D．線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應電動勢越大 解析：由法拉第電磁感應定律E＝n知，感應電動勢與磁通量的變化率成正比，與磁通量的大小、磁通量的變化和磁感應強度無關，故只有D項正確． 答案：D 3．如圖1所示，MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為L，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為(　　) 圖1 A．I＝

3、　　　　　　　　 B．I＝ C．I＝ D．I＝ 解析：因為導體棒勻速運動，所以平均感應電動勢的大小等于瞬時感應電動勢的大小 又因為題中L的有效長度為，故E＝Bv 據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝. 答案：B 圖2 4．如圖2所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是(　　) A．回路中有大小和方向作周期性變化的電流 B．回路中電流

4、大小恒定，且等于 C．回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D．若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過 解析：銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流I＝，A錯B對；由右手定則可知銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤，C正確；若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤時閉合回路磁通量不發(fā)生變化，燈泡中沒有電流流過，D錯誤． 答案：BC 圖3 5．一個由電阻均勻的導線繞制成的閉合線圈放在勻強磁場中，如圖3所示，線圈平面與磁場方向成60°角，磁感應強度

5、隨時間均勻變化，用下列哪種方法可使感應電流增加一倍(　　) A．把線圈匝數(shù)增加一倍 B．把線圈面積增加一倍 C．把線圈半徑增加一倍 D．改變線圈與磁場方向的夾角 解析：設導線的電阻率為ρ，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，則I＝＝＝＝··sinθ可見將r增加一倍，I增加1倍，將線圈與磁場方向的夾角改變時，sinθ不能變?yōu)樵瓉淼?倍(因sinθ最大值為1)，若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加(－1)倍，電流增加(－1)倍，I與線圈匝數(shù)無關． 答案：C 圖4 6．如圖4所示的電路中，線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計，LA、LB是兩個相同的燈泡，下列說法中正確的是(　　)

6、 A．S閉合后，LA、LB同時發(fā)光且亮度不變 B．S閉合后，LA立即發(fā)光，然后又逐漸熄滅 C．S斷開的瞬間，LA、LB同時熄滅 D．S斷開的瞬間，LA再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅 解析：線圈對變化的電流有阻礙作用，開關接通時，LA、LB串聯(lián)， 同時發(fā)光，但電流穩(wěn)定后線圈的直流電阻忽略不計，使LA被短路，所以A錯誤，B正確；開關斷開時，線圈阻礙電流變小，產(chǎn)生自感電動勢，使LA再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅，所以C錯誤，D正確． 答案：BD 7. 圖5 如圖5所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，

7、把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少．以下說法正確的是(　　) A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快 C．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大 解析：在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的互感電動勢的大小與電流的變化率成正比，電流變化的頻率越高，感應電動勢越大，由歐姆定律I＝知產(chǎn)生的渦流越大，又P＝I2R，R越大P越大，焊縫處的溫度升高得越快． 答案：AD 8．(2020·浙江高考)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于

8、紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖6甲所示．有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖6乙所示．在t＝0時刻平板之間中心有一重力不計，電荷量為q的靜止微粒．則以下說法正確的是(　　) 圖6 A．第2秒內(nèi)上極板為正極 B．第3秒內(nèi)上極板為負極 C．第2秒末微粒回到了原來位置 D．第2秒末兩極板之間的電場強度大小為0.2πr2/d 解析：根據(jù)法拉第電磁感應定律可知感應電動勢大小(即電容器兩極間電壓大小)始終為0.1πr2，由楞次定律可判定0～1 s下極板為正極、1～3 s上極板為正極，3～4 s下極板為正極，選項A正確，B、D錯誤；第2 s末微粒離原位置最遠

9、，選項C錯誤． 圖7 答案：A 二、計算題(3×12′＝36′) 9．(2020·全國卷Ⅱ) 圖8 如圖8，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導線做成一邊長為l的方框．將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中．求： (1)導線中感應電流的大小； (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率． 解析：(1)導線框的感應電動勢為ε＝① ΔΦ＝l2ΔB② 導線框中的電流為I＝③ 式中R是導線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有R＝ρ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得I＝⑤ (2)導線框所受磁場的作用力的大

10、小為f＝BIl⑥ 它隨時間的變化率為＝Il⑦ 由⑤⑦式得＝⑧ 圖9 10．(2020·山東濟寧質(zhì)檢)如圖9所示，勻強磁場的磁感應強度B＝0.1 T，金屬棒AD長0.4 m，與框架寬度相同，電阻r＝1.3 Ω，框架電阻不計，電阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.當金屬棒以5 m/s速度勻速向右運動時，求： (1)流過金屬棒的感應電流為多大？ (2)若圖中電容器C為0.3 μF，則電容器中儲存多少電荷量？ 解析：(1)棒產(chǎn)生的電動勢E＝Blv＝0.2 V 外電阻R＝＝ Ω 通過棒的感應電流I＝＝0.1 A (2)電容器兩板間的電壓U＝IR＝ V 帶電量Q＝CU＝2×10－8 C

11、 答案：(1)0.1 A　(2)2×10－8 C 11．(2020·廣州三校聯(lián)考)如圖10甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L＝0.2 m，電阻R＝0.4 Ω，導軌上停放一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝0.1 Ω的金屬桿，導軌電阻忽略不計，整個裝置處在磁感應強度B＝0.5 T的勻強磁場中，磁場的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運動，若理想電壓表示數(shù)U隨時間t變化關系如圖乙所示．求： 圖10 (1)金屬桿在5 s末的運動速率； (2)第4 s末時外力F的功率． 解析：(1)因為：U＝R，a＝ 所以：＝·　即：a＝0.5 m/s2 金屬棒做勻加速直線運動v5＝at5＝2.5 m/s (2)v4＝at4＝2 m/s，此時：I＝＝0.4 A F安＝BIL＝0.04 N 對金屬棒：F－F安＝ma，F(xiàn)＝0.09 N 故：PF＝Fv4＝0.18 W 答案：(1)2.5 m/s　(2)0.18 W