2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十一)法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流.doc
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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十一)法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流 一、單項(xiàng)選擇題 1.如圖1所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略。A、B是兩個(gè)相同的小燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個(gè)電路的以下說法正確的是( ) 圖1 A.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi), A燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定 B.開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),B燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定 C.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,A燈閃亮一下再熄滅 D.開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自左向右通過A燈 2. (xx南京模擬)如圖2所示,長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán),導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上,P、Q為電容器的兩個(gè)極板,磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt(K>0)隨時(shí)間變化,t=0時(shí),P、Q兩極板電勢(shì)相等。兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,經(jīng)時(shí)間t電容器P板( ) 圖2 A.不帶電 B.所帶電荷量與t成正比 C.帶正電,電荷量是 D.帶負(fù)電,電荷量是 3.(xx溫州八校聯(lián)考)如圖4所示的四個(gè)選項(xiàng)中,虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A、B中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫?,C、D中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃巍8鲗?dǎo)線框均繞垂直紙面軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示,轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為T。從線框處于圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí),以在OP邊上從P點(diǎn)指向O點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向。則在如圖4所示的四個(gè)情景中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖3所示的是( ) 圖3 圖4 4.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖5所示,拋物線的方程是y=x2,下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示),一個(gè)小金屬塊從拋物線上y=b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長,金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是( ) 圖5 A.mgb B.mv2 C.mg(b-a) D.mg(b-a)+mv2 5.(xx濟(jì)南外國語學(xué)校測(cè)試)如圖6所示,正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3 s時(shí)間拉出,外力所做的功為W1;第二次用0.9 s時(shí)間拉出,外力所做的功為W2,則( ) 圖6 A.W1=W2 B.W1=W2 C.W1=3W2 D.W1=9W2 6. (xx新課標(biāo)全國卷)如圖7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)度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心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?,F(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)間的變化率的大小應(yīng)為( ) 圖7 A. B. C. D. 二、多項(xiàng)選擇題 7.(xx懷化檢測(cè))如圖8,在水平桌面上放置兩條相距為l的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻也為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)。整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態(tài)?,F(xiàn)若從靜止開始釋放物塊,用h表示物塊下落的高度(物塊不會(huì)觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計(jì),則( ) 圖8 A.電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a B.物塊下落的最大加速度為g C.若h足夠大,物塊下落的最大速度為 D.通過電阻R的電荷量為 8.(xx青島二中測(cè)試)如圖9所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)和導(dǎo)軌平面垂直,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動(dòng),開始時(shí)開關(guān)S斷開,當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時(shí)間后閉合S,則從S閉合開始計(jì)時(shí),ab桿的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像可能正確的是( ) 圖9 圖10 9. (xx汕頭質(zhì)檢)如圖11所示,圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是( ) 圖11 A.線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.穿過線圈a的磁通量變小 C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì) D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大 10.半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿,單位長度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置,整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由θ確定,如圖12所示。則( ) 圖12 A.θ=0時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2Bav B.θ=時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bav C.θ=0時(shí),桿受的安培力大小為 D.θ=時(shí),桿受的安培力大小為 三、非選擇題 11.(xx萬州區(qū)模擬)如圖13甲所示,光滑導(dǎo)軌寬0.4 m,ab為金屬棒,均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過軌道平面,磁場(chǎng)的變化情況如圖乙所示,金屬棒ab的電阻為1 Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。t=0時(shí)刻,ab棒從導(dǎo)軌最左端,以v=1 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力。 圖13 12.在范圍足夠大,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,寬度為L=0.4 m,如圖14所示,框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd,框架電阻不計(jì)。若桿cd以恒定加速度a=2 m/s2,由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng),求: 圖14 (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì); (2)第5 s末回路中的電流; (3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力。 答 案 1.選A 開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi),A燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定;B燈逐漸變亮,最后亮度穩(wěn)定,選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。開關(guān)由閉合到斷開瞬間,電流自右向左通過A燈,A燈沒有閃亮一下再熄滅,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 2.選D 磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt(K>0)隨時(shí)間變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==S=KS,而S=,經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量Q=EC=;由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電,故D選項(xiàng)正確。 3.選C 根據(jù)感應(yīng)電流在一段時(shí)間恒定,導(dǎo)線框應(yīng)為扇形;由右手定則可判斷出產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖3所示的是C。 4.選D 金屬塊在進(jìn)出磁場(chǎng)過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能要減少,上升的最大高度不斷降低,最后剛好飛不出磁場(chǎng),就往復(fù)運(yùn)動(dòng)永不停止,由能量守恒可得Q=ΔE=mv2+mg(b-a)。 5.選C 設(shè)正方形邊長為L,導(dǎo)線框的電阻為R,則導(dǎo)體切割磁感線的邊長為L,運(yùn)動(dòng)距離為L,W=t===,可知W與t成反比,W1=3W2。選C。 6.選C 設(shè)圓的半徑為r,當(dāng)其繞過圓心O的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圓弧部分不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),而在轉(zhuǎn)過半周的過程中僅有一半直徑在磁場(chǎng)中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B0r=B0r=B0r2ω;當(dāng)線框不動(dòng)時(shí):E′=。由閉合電路歐姆定律得I=,要使I=I′必須使E=E′,可得C正確。 7.選AC 由右手定則可知,電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a,A正確;物塊剛下落時(shí)加速度最大,由牛頓第二定律有2ma0=mg,最大加速度:a0=,B錯(cuò)誤;對(duì)導(dǎo)體棒與物塊m,當(dāng)所受的安培力與物塊m的重力平衡時(shí),達(dá)到最大速度,即=mg,所以vm=,C正確;通過電阻R的電荷量:q==,D錯(cuò)誤。 8.選ACD 若ab桿速度為v時(shí),S閉合,則ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,ab桿受到的安培力F=,如果安培力等于ab桿的重力,則ab桿勻速運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)正確;如果安培力小于ab桿的重力,則ab桿先加速最后勻速,C項(xiàng)正確;如果安培力大于ab桿的重力,則ab桿先減速最后勻速,D項(xiàng)正確;ab桿不可能勻加速運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)。 9.選AD 通過螺線管b的電流方向如圖所示,根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下,滑片P向下滑動(dòng),接入電路的電阻減小,電流增大,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,a線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向豎直向上,再由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向?yàn)楦┮暷鏁r(shí)針方向,故A正確;由于線圈b中的電流增大,產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),導(dǎo)致穿過線圈a的磁通量變大,故B錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,線圈a將阻礙磁通量的增大,因此,線圈a縮小,線圈a對(duì)水平桌面的壓力增大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確。 10.選AD 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=Blv(其中l(wèi)為有效長度),當(dāng)θ=0時(shí),l=2a,則E=2Bav;當(dāng)θ=時(shí),l=a,則E=Bav,故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的大小的計(jì)算公式可得F=BIl,又根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I=,當(dāng)θ=0時(shí),r+R=(π+2)aR0,解得F=;當(dāng)θ=時(shí),r+R=(+1)aR0,解得F=,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確。 11.解析:Φ的變化有兩個(gè)原因,一是B的變化,二是面積S的變化,顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi),所以有 E==S+Blv 又=2 T/s, 在1 s末,B=2 T,S=lvt=0.411 m2=0.4 m2 所以1 s末,E=S+Blv=1.6 V, 此時(shí)回路中的電流 I==1.6 A 根據(jù)楞次定律與右手定則可判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向 金屬棒ab受到的安培力為F=BIl=21.60.4 N=1.28 N,方向向左。 答案:1.6 A 1.28 N,方向向左 12.解析:(1)5 s內(nèi)的位移x=at2=25 m 5 s內(nèi)的平均速度==5 m/s (也可用=求解) 故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=BL=0.4 V。 (2)第5 s末:v=at=10 m/s 此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv 則回路中的電流為:I=== A=0.8 A。 (3)桿cd勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:F-F安=ma 即F=BIL+ma=0.164 N。 答案:(1)0.4 V (2)0.8 A (3)0.164 N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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