【紅對勾】2020高考物理 法拉第電磁感應(yīng)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(yīng)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(yīng)電動勢每秒增加2 V B.線圈中感應(yīng)電動勢每秒減少2 V C.線圈中感應(yīng)電動勢始終為2 V D.線圈中感應(yīng)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(guān)于感應(yīng)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(yīng)電動勢一定越大 B.線圈中磁通量越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

2、一定越大 C.線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的地方,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大 D.線圈中磁通量變化越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律E=n知,感應(yīng)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(yīng)強(qiáng)度無關(guān),故只有D項(xiàng)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(dǎo)軌,左端接有定值電阻R,金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面,設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為L,金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°,以速度v水平向右勻速運(yùn)動,不計(jì)導(dǎo)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?yàn)閷?dǎo)體棒勻速運(yùn)動,所以平均感應(yīng)電動勢的大小等于瞬時感應(yīng)電動勢的大小 又因?yàn)轭}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(jī)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(dǎo)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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D.若將勻強(qiáng)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(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤,C正確;若將勻強(qiáng)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(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中,如圖3所示,線圈平面與磁場方向成60°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度

5、隨時間均勻變化,用下列哪種方法可使感應(yīng)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(shè)導(dǎo)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(guān). 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(jì),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(guān)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(jì),使LA被短路,所以A錯誤,B正確;開關(guān)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(yīng)電流,感應(yīng)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?yàn)楹缚p處的電阻小 D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p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(yīng)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(dǎo)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(jì),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(fù)極 C.第2秒末微?;氐搅嗽瓉砦恢? D.第2秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為0.2πr2/d 解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)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(xiàng)A正確,B、D錯誤;第2 s末微粒離原位置最遠(yuǎn)

9、,選項(xiàng)C錯誤. 圖7 答案:A 二、計(jì)算題(3×12′=36′) 9.(2020·全國卷Ⅱ) 圖8 如圖8,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小隨時間的變化率=k,k為負(fù)的常量.用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)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(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??; (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率. 解析:(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢為ε=① ΔΦ=l2ΔB② 導(dǎo)線框中的電流為I=③ 式中R是導(dǎo)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(dǎo)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(jì)寧質(zhì)檢)如圖9所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(jì),電阻R1=2 Ω,R2=1 Ω.當(dāng)金屬棒以5 m/s速度勻速向右運(yùn)動時,求: (1)流過金屬棒的感應(yīng)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(yīng)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(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.2 m,電阻R=0.4 Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=0.1 Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)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(yùn)動,若理想電壓表示數(shù)U隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示.求: 圖10 (1)金屬桿在5 s末的運(yùn)動速率; (2)第4 s末時外力F的功率. 解析:(1)因?yàn)椋篣=R,a= 所以:=· 即:a=0.5 m/s2 金屬棒做勻加速直線運(yùn)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

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