2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 9.2 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象 滬科版

1 20132013 屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 9 29 2 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)自感現(xiàn) 象象 滬科版滬科版 1 穿過閉合回路的磁通量 隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖 9 2 8 甲 乙 丙 丁所示 下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述 正確的是 圖 9 2 8 A 圖甲回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 B 圖乙回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大 C 圖丙回路中在 0 t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于在t0 2t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D 圖丁回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能恒定不變 解析 選 C 圖甲磁通量不變 不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 圖乙磁通量均勻變化 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變 A B 選項(xiàng)均錯(cuò)誤 圖丙中 0 t0時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率比t0 2t0時(shí)間內(nèi)的大 因 t t 此 0 t0時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大 C 正確 圖丁中磁通量不是均勻變化的 所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 不可能恒定不變 D 錯(cuò)誤 圖 9 2 9 2 2012 西安五校聯(lián)考 如圖 9 2 9 所示 在邊長(zhǎng)為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B 其方向垂直紙面向外 一個(gè)邊長(zhǎng)也為a的單匝正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與上 述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合 導(dǎo)線框的電阻為R 現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速 轉(zhuǎn)動(dòng) 經(jīng)過 導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置 則在這 時(shí)間內(nèi) T 8 T 8 A 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 感應(yīng)電流方向?yàn)镋 F G H E B 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于 16a2B 9T C 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于 8 3 2 2 a2B T D 通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為 3 2 2 a2B R 解析 選 CD 當(dāng)線框順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 由楞次定律知感應(yīng)電流方向?yàn)镋 H G F E A 錯(cuò) 2 由E 和 S 知 時(shí)間內(nèi)線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E B S t 2a2 2 2 2 T 8 8 3 2 2 a2B T B 錯(cuò) C 正確 由q I t和I 知 通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量q D 正確 E R 3 2 2 a2B R 3 如圖 9 2 10 所示 電路中A B是完全相同的燈泡 L是一帶鐵芯的線圈 開關(guān)S原來 閉合 則開關(guān)S斷開的瞬間 圖 9 2 10 A L中的電流方向改變 燈泡B立即熄滅 B L中的電流方向不變 燈泡A比B熄滅慢 C L中的電流方向改變 燈泡A比B熄滅慢 D L中的電流方向不變 燈泡B要過一會(huì)兒才熄滅 解析 選 B 當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí) L與燈泡A組成回路 由于自感 L中的電流由原來數(shù)值逐漸 減小 電流方向不變 A燈熄滅要慢 B燈電流瞬間消失 立即熄滅 正確的選項(xiàng)為 B 圖 9 2 11 4 如圖所示為新一代炊具 電磁爐 無煙 無明火 無污染 不產(chǎn)生有害氣體 高效節(jié) 能等 是電磁爐的優(yōu)勢(shì)所在 電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場(chǎng) 當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過含 鐵質(zhì)鍋底部時(shí) 即會(huì)產(chǎn)生無數(shù)小渦流 使鍋體本身自行高速發(fā)熱 然后再加熱鍋內(nèi)食物 下 列相關(guān)說法中正確的是 A 鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 B 恒定磁場(chǎng)越強(qiáng) 電磁爐的加熱效果越好 C 鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 D 提高磁場(chǎng)變化的頻率 可提高電磁爐的加熱效果 解析 選 CD 由電磁感應(yīng)原理可知 鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 且提高磁場(chǎng)變化 的頻率 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大 故可提高電磁爐的加熱效果 圖 9 2 12 5 金屬桿MN和PQ間距為l MP間接有電阻R 磁場(chǎng)如圖 9 2 12 所示 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 金屬棒AB長(zhǎng)為 2l 由圖示位置以A為軸 以角速度 勻速轉(zhuǎn)過 90 順時(shí)針 求該過程 中 其他電阻不計(jì) 3 1 R上的最大電功率 2 通過R的電量 解析 AB轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線 且切割長(zhǎng)度由l增至 2l以后AB離開MN 電路斷開 1 當(dāng)B端恰至MN上時(shí) E最大 Em B 2l 2B l2 0 2l 2 PRm E2 m R 4B2 2l4 R 2 AB由初位置轉(zhuǎn)至B端恰在MN上的過程中回路 B l 2l sin60 Bl2 1 2 3 2 q t I R 3Bl2 2R 答案 1 2 4B2 2l4 R 3Bl2 2R 一 選擇題 1 2011 高考廣東理綜卷 將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中 線圈平面與磁場(chǎng) 方向垂直 關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流 下列表述正確的是 A 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B 穿過線圈的磁通量越大 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C 穿過線圈的磁通量變化越快 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同 解析 選 C 由法拉第電磁感應(yīng)定律E n可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E與n有關(guān) 與即 t t 磁通量變化的快慢成正比 所以 A B 錯(cuò)誤 C 正確 由楞次定律可知 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是 阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化 即原磁通量增加 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反 原磁通量減小 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向 故 D 錯(cuò)誤 圖 9 2 13 2 我國(guó)上海自行車廠生產(chǎn)的鳳凰牌自行車采用了高頻焊接 其原理示意圖如圖 9 2 13 所 示 線圈通以高頻交變電流 金屬元件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱 將焊縫熔化焊接 要使 焊接處產(chǎn)生的熱量較大 可采用 A 增大交變電流的電壓 B 增大交變電流的頻率 C 增大焊接處的接觸電阻 D 減小焊接處的接觸電阻 解析 選 BC 由電磁感應(yīng)的知識(shí)可判斷線圈中電流頻率越高 工件中的磁通量改變?cè)娇?在 其他條件不變的情況下 渦流的熱功率就越大 同時(shí) 根P I2R 增大焊接處的接觸電阻也 可以增大渦流的功率 4 3 如圖 9 2 14 所示 三個(gè)相同的金屬圓環(huán)內(nèi)存在著不同的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) 虛線表示環(huán)的 某條直徑 已知所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系都滿足B kt 磁場(chǎng)方向如圖所示 測(cè)得A環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度為I 則B環(huán)和C環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度分別為 圖 9 2 14 A IB I IC 0 B IB I IC 2I C IB 2I IC 2I D IB 2I IC 0 解析 選 D 由題意可知 環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流 利用E n 求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 故環(huán)內(nèi)只有向里的磁場(chǎng)時(shí) 可直接利用面積比得出電流比 由B環(huán)中 BS t 的面積為A環(huán)面積的 2 倍可得IB 2I 由于C環(huán)中同時(shí)有向里和向外的磁場(chǎng) 而這兩部分磁 通量相互抵消 故C環(huán)中的磁通量一直為零 IC 0 D 正確 圖 9 2 15 4 改編題 如圖 9 2 15 所示 正方形線圈abcd位于紙面內(nèi) 邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 匝數(shù)為N 線圈 內(nèi)接有電阻值為R的電阻 過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO 恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)的右邊界上 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過 90 時(shí) 通過電阻R的電荷量為 A B BL2 2R NBL2 2R C D BL2 R NBL2 R 解析 選 A 初狀態(tài)時(shí) 通過線圈的磁通量為 1 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過 90 時(shí) 通過線圈的磁 BL2 2 通量為 0 由q 可得通過電阻R的電量為 R BL2 2R 圖 9 2 16 5 如圖 9 2 16 所示 一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路 虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 方向垂直于回路所在的平面 回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng) 直徑CD 始終與MN垂直 從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止 下列結(jié)論正確的是 A 感應(yīng)電流方向不變 B CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 5 C 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em Bav D 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值 Bav E 1 4 解析 選 ACD 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 由右手定則可知 感應(yīng)電流方向不變 A 正 確 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值即切割磁感線等效長(zhǎng)度最大時(shí)的電動(dòng)勢(shì) 故Em Bav C 正確 E t B a2 1 2 t 2a v 由 得 Bav D 正確 E 1 4 圖 9 2 17 6 如圖 9 2 17 所示 A和B是電阻為R的電燈 L是自感系數(shù)較大的線圈 當(dāng)S1閉合 S2斷開且電路穩(wěn)定時(shí) A B亮度相同 再閉合S2 待電路穩(wěn)定后將S1斷開 下列說法中正 確的是 A B燈立即熄滅 B A燈將比原來更亮一些后再熄滅 C 有電流通過B燈 方向?yàn)閏 d D 有電流通過A燈 方向?yàn)閍 b 解析 選 A D 當(dāng)電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S1時(shí) 電源不再對(duì)電路供電 但因線圈L的自感作 用 使線圈L中的電流只能逐漸減小 線圈中產(chǎn)生斷電自感現(xiàn)象 在S1斷開前 A B亮度 相同 即通過兩燈的電流相同 所以線圈L的直流電阻也為R 當(dāng)閉合開關(guān)S2 待電路穩(wěn)定后 將S1斷開 由于線圈L的自感作用 線圈L中的電流逐漸減小 但該電流不會(huì)通過B燈 故B燈馬上熄滅 而A燈由于與線圈L組成回路 有逐漸減小的電流通過 且電流的方向?yàn)?a b A D 正確 因線圈L中的電流與斷開S1前A燈的電流相同 所以A燈不會(huì)先更亮再 熄滅 而是逐漸熄滅 圖 9 2 18 7 如圖 9 2 18 所示 有一匝接在電容器C兩端的圓形導(dǎo)線回路 垂直于回路的圓形區(qū)域 內(nèi)存在著向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 已知圓的半徑r 5 cm 電容C 20 F 當(dāng)磁場(chǎng)B以 4 10 2 T s 的變化率均勻增加時(shí) 則 A 電容器a板帶正電 電荷量為 2 10 9 C B 電容器a板帶負(fù)電 電荷量為 2 10 9 C C 電容器b板帶正電 電荷量為 4 10 9 C D 電容器b板帶負(fù)電 電荷量為 4 10 9 C 解析 選 A 根據(jù)楞次定律可判斷a板帶正電 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 6 E r2 10 4 V 板上帶電荷量Q CE 2 10 9 C 選項(xiàng) A 正確 B t 圖 9 2 19 8 如圖 9 2 19 所示 豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán) 半徑為a 總電阻為R 指拉直時(shí)兩端的電 阻 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過環(huán)平面 與環(huán)的最高點(diǎn)A鉸鏈連接長(zhǎng)度為 2a 電 阻為 的導(dǎo)體棒AB 由水平位置緊貼環(huán)面擺下 當(dāng)擺到豎直位置時(shí) B點(diǎn)的線速度為v 則這 R 2 時(shí)AB兩端的電壓大小為 A B Bav 3 Bav 6 C D Bav 2Bav 3 解析 選 A 導(dǎo)體棒擺下的過程中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 相當(dāng)于電源 當(dāng)擺到豎直位置 時(shí) 電動(dòng)勢(shì)的大小E B 2a v Bav 左右兩個(gè)半環(huán)并聯(lián)接在AB的兩端 外電阻為R外 1 2 AB兩端的電壓即為路端電壓UAB IR外 R外 E 故選項(xiàng) A 正確 R 4 E R外 R內(nèi) 1 3 Bav 3 9 一勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直紙面 規(guī)定向里的方向?yàn)檎?在磁場(chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán) 線 圈平面位于紙面內(nèi) 如圖 9 2 20 甲所示 現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化 先按圖乙中 所示的Oa圖線變化 后來又按圖線bc和cd變化 令E1 E2 E3分別表示這三段變化過程中 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 I1 I2 I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流 則 圖 9 2 20 A E1 E2 I1沿逆時(shí)針方向 I2沿順時(shí)針方向 B E1 E2 I1沿逆時(shí)針方向 I2沿順時(shí)針方向 C E1 E2 I2沿順時(shí)針方向 I3沿逆時(shí)針方向 D E2 E3 I2沿順時(shí)針方向 I3沿順時(shí)針方向 解析 選 B D 在Oa段 B向里且隨時(shí)間均勻增加 由楞次定律知感應(yīng)電流I1的方向?yàn)槟鏁r(shí) 針方向 再由法拉第電磁感應(yīng)定律知E1 在bc段 B向里且隨時(shí)間均 t BaS 0 4 BaS 4 勻減小 感應(yīng)電流I2為順時(shí)針 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2 BaS 4E1 在cd段 B向外且均勻 BbS 0 1 7 增加 感應(yīng)電流I3為順時(shí)針 E3 BaS E2 綜上所述 選項(xiàng) B D 正確 BdS 0 1 10 2012 延安高三檢測(cè) 如圖 9 2 21 所示 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 通過 導(dǎo)線截面的電荷量為q1 第二次用 0 9 s 時(shí)間拉出 外力所做的功為W2 通過導(dǎo)線截面的電 荷量為q2 則 圖 9 2 21 A W1 W2 q1 q2 B W1 W2 q1 q2 C W1 W2 q1 q2 D W1 W2 q1 q2 解析 選 C 設(shè)線框長(zhǎng)為L(zhǎng)1 寬為L(zhǎng)2 第一次拉出速度為v1 第二次拉出速度為v2 則 v1 3v2 勻速拉出磁場(chǎng)時(shí) 外力所做的功恰等于克服安培力所做的功 有 W1 F1 L1 BI1L2L1 B2L L1v1 R 2 2 同理W2 B2L L1v2 R 故W1 W2 2 2 又由于線框兩次拉出過程中 磁通量的變化量相等 即 1 2 由q R得q1 q2 選項(xiàng) C 正確 二 非選擇題 11 圖 9 2 22 如圖 9 2 22 所示 邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B 初始時(shí)刻線框所在平面與磁感線垂直 經(jīng)過t時(shí)間后轉(zhuǎn)過 120 角 求 1 線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間內(nèi)的平均值 2 轉(zhuǎn)過 120 角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值 解析 1 因?yàn)?1 Ba2 2 Ba2 所以 Ba2 1 2 3 2 所以 E t 3Ba2 2t 2 線框轉(zhuǎn)過 120 這一時(shí)刻 CD邊的線速度v 速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角 2 a 3t 60 所以E瞬 BLvsin 3 Ba2 3t 答案 1 2 3Ba2 2t 3 Ba2 3t 8 圖 9 2 23 12 2012 榆林高三質(zhì)檢 如圖 9 2 23 一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m 長(zhǎng)為l 電阻為r 其兩 端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上 并與之緊密接觸 棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連 接一可控制的負(fù)載電阻 圖中未畫出 導(dǎo)軌置