高考物理第十一章第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流（基礎(chǔ)課時(shí)）限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練（含解析）.docx

法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流基礎(chǔ)鞏固題組(20分鐘，50分)1(多選)如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化下列說法正確的是()A當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大C當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大D當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變解析：選AD.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES，設(shè)線框的電阻為R，則線框中的電流I，因?yàn)锽增大或減小時(shí)，可能減小，也可能增大，也可能不變線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率有關(guān)，和磁通量的變化量無關(guān)故選項(xiàng)A、D正確2如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中在t時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()A.BC. D解析：選B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，法拉第電磁感應(yīng)定律公式可寫成EnnS，其中磁場(chǎng)中的有效面積Sa2，代入得En，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤3光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程是yx2，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ya的直線(圖中的虛線所示)，一個(gè)小金屬塊從拋物線上yb(ba)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()Amgb Bmv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：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QEmv2mg(ba)4如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響下列說法正確的是()AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向BEaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向CEaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向DEaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向解析：選B.由題意可知k，導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ESr2，因rarb21，故EaEb41；由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)B正確5在如圖所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向左擺在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是()AG1表指針向左擺，G2表指針向右擺BG1表指針向右擺，G2表指針向左擺CG1、G2表的指針都向左擺DG1、G2表的指針都向右擺解析：選B.電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開時(shí)，線圈L中電流減小，產(chǎn)生與原方向同向的自感電動(dòng)勢(shì)，與G2和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，G2中電流方向向左，即G1指針向右擺，G2指針向左擺，B正確6如圖所示，水平“U形”導(dǎo)軌abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab與cd平行，間距L10.5 m，金屬棒AB垂直于ab且和ab、cd接觸良好，AB與導(dǎo)軌左端bc的距離為L(zhǎng)20.8 m，整個(gè)閉合回路的電阻為R0.2 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B01 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過整個(gè)回路ad通過滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m0.04 kg的物體，不計(jì)一切摩擦，現(xiàn)使磁場(chǎng)以0.2 T/s的變化率均勻地增大求：(1)金屬棒上電流的方向；(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(3)物體剛好離開地面的時(shí)間(g取10 m/s2)解析：(1)由楞次定律可以判斷，金屬棒上的電流由A到B.(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得ES0.08 V.(3)物體剛好離開地面時(shí)，其受到的拉力Fmg而拉力F又等于棒所受的安培力，即mgF安BIL1其中BB0tI解得t5 s.答案：(1)由A到B(2)0.08 V(3)5 s能力提升題組(25分鐘，50分)1圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差ab()A恒為B從0均勻變化到C恒為D從0均勻變化到解析：選C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Enn，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，因磁場(chǎng)均勻變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為abn，選項(xiàng)C正確2(2019江西吉安市一中模擬)如圖所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方向沒有畫出，Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，P是在MN的正下方水平放置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈若在Q所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處在收縮狀態(tài)，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況可能是() 解析：選D.在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處在收縮狀態(tài)，根據(jù)楞次定律的另一種表述，知螺線管MN中產(chǎn)生的磁場(chǎng)在增加，即螺線管中的電流增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，EnnS，知增大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤3(2019山東德州調(diào)研)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)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)方向垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0kt(k0)隨時(shí)間變化t0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，電容器的P極板()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，電荷量是解析：選D.由于k0，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，由右手螺旋定則，感應(yīng)電流方向逆時(shí)針，在電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極，所以P極板為電源負(fù)極，帶負(fù)電，由Uk()2，qCU，故選項(xiàng)D正確4如圖所示，三個(gè)燈泡L1、L2、L3的阻值關(guān)系為R1R2R3，電感線圈L的直流電阻可忽略，D為理想二極管，開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，下列判斷正確的是()AL1逐漸變暗，L2、L3均先變亮，然后逐漸變暗BL1逐漸變暗，L2立即熄滅，L3先變亮，然后逐漸變暗CL1立即熄滅，L2、L3均逐漸變暗DL1、L2、L3均先變亮，然后逐漸變暗解析：選B.開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，由于R1R2R3，則分別通過三個(gè)燈泡的電流大小I1I2I3，開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，電感線圈產(chǎn)生與L中電流方向一致的自感電動(dòng)勢(shì)，由于二極管的反向截止作用，L2立即熄滅，電感線圈、L1、L3組成閉合回路，L1逐漸變暗，通過L3的電流由I3變?yōu)镮1，再逐漸減小，故L3先變亮，然后逐漸變暗，選項(xiàng)B正確5如圖所示，某同學(xué)在玻璃皿中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)，若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1 T，玻璃皿的橫截面的半徑為a0.05 m，電源的電動(dòng)勢(shì)為E3 V，內(nèi)阻r0.1 ，限流電阻R04.9 ，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9 ，閉合開關(guān)后，當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5 V，則()A由上往下看，液體做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B液體所受的安培力大小為1.5104 NC閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.81 WD閉合開關(guān)10 s，液體具有的動(dòng)能是3.69 J解析：選D.由于中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形的電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心；玻璃皿所在處的磁場(chǎng)豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的安培力沿逆時(shí)針方向，因此液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為1.5 V，則根據(jù)閉合電路歐姆定律有EUIR0Ir，所以電路中的電流I A0.3 A，液體所受的安培力大小FBILBIa0.10.30.05 N1.5103 N，故B錯(cuò)誤；玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9 ，則液體熱功率為P熱I2R0.320.9 W0.081 W，故C錯(cuò)誤；10 s末液體的動(dòng)能等于安培力對(duì)液體做的功，通過玻璃皿的電流的功率PUI1.50.3 W0.45 W，所以閉合開關(guān)10 s，液體具有的動(dòng)能EkW電流W熱(PP熱)t(0.450.081)10 J3.69 J，故D正確6如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L0.4 m，一端連接R1 的電阻導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v5 m/s.求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I；(2)在0.1 s時(shí)間內(nèi)，拉力沖量IF的大?。?3)若將MN換為電阻r1 的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U.