【2017優(yōu)化探究一輪復(fù)習(xí)習(xí)題】第9章-第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流

1、隨堂反饋1. 將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直.關(guān) 于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 （）A .感應(yīng)電動(dòng)勢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)勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D. 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律E= n普知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān),A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢正比于 飛，與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯(cuò)誤，C正確;根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同” ，D錯(cuò)誤.答案：C2. 如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其

2、直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場 邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 Bo.使該線框 從靜止開始繞過圓心 0、垂直于半圓面的軸以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框 中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(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 率石的大小應(yīng)為（）4 wBoA. ncoBoc.；B.辿nwBoD.云解析：設(shè)圓的半徑為r,當(dāng)其繞過圓心0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,而在轉(zhuǎn)過半周的過程中僅有一半直徑在磁場中，產(chǎn)生的r 1 B 2感應(yīng)電動(dòng)勢E= Bor v = Bor寸=2B

3、or23;當(dāng)線框不動(dòng)時(shí)，E.由閉合電路歐姆定律得1= R，要使1 = I'，必須使E= E，即石=，C正確.答案：C3. 某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路.檢查電路后，閉合開關(guān) 小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象.L、小燈泡A、開關(guān)SS， 雖經(jīng)多次重復(fù)，他冥思苦想找不出原因.你認(rèn)為最有A .電源的內(nèi)阻較大C.線圈電阻偏大B .小燈泡電阻偏大D .線圈的自感系數(shù)較大仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象， 可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）解析：由自感規(guī)律可知，在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時(shí)熄滅的原因是:

4、 線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流， 且大于穩(wěn)定時(shí)通過燈泡的原電流.斷開 開關(guān)S,線圈與燈泡構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A錯(cuò)誤.開關(guān)S閉合, 電路穩(wěn)定，燈泡正常發(fā)光時(shí)，如果電感線圈L的電阻比燈泡的電阻大，則電感線 圈L中的電流Il比燈泡A中的電流Ia??；開關(guān)S斷開，由于自感現(xiàn)象，L和A 構(gòu)成回路，使L和A中的電流從Il開始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象，B錯(cuò)誤，C正確.自感系數(shù)越大，延時(shí)越明顯，與是否閃亮無關(guān)，D錯(cuò)誤.答案：C4. （多選）（2015高考山東卷）如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速.在

5、圓盤減速過程中，以下說法正確的是（）©）A .處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高B. 所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)C若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng)D.若所加磁場穿過整個(gè)圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：將圓盤看成很多根由圓心沿半徑指向外的金屬桿.根據(jù)右手定則可知，磁場中的導(dǎo)體部分電流由b指向a,即a端電勢高，A正確.由于磁場部分導(dǎo)體切 割磁感線，會(huì)在圓盤中形成渦流，根據(jù)楞次定律可知，磁場部分受到與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而且磁場越強(qiáng)圓盤停止越快，B正確.若所加磁場方向相反，則電流會(huì)反向，安培力仍阻礙圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)加速，C錯(cuò)誤若磁場穿過整個(gè)圓盤，圓心與邊緣會(huì)形成一個(gè)恒定的電勢差，

6、 不會(huì)形成渦流，也就不存在 安培力，因此，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確.答案：ABD5. 如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌 COD上放有一根金屬棒 MN，拉動(dòng)MN使它以速 度V在勻強(qiáng)磁場中向右勻速平動(dòng).若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w， 它 們的電阻率相同，則在 MN運(yùn)動(dòng)過程中閉合電路的（）DA .感應(yīng)電動(dòng)勢保持不變B. 感應(yīng)電流逐漸增大C. 感應(yīng)電流將保持不變D. 感應(yīng)電流逐漸減小解析：拉動(dòng)MN使它以速度v在勻強(qiáng)磁場中向右勻速平動(dòng)，t時(shí)刻，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度I = vttana產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢2 、,E= Blv = Bv ttan a，感應(yīng)電動(dòng)勢逐漸增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;粗細(xì)相同的均勻?qū)w,它們

7、的電阻率相同，單位長度電阻相同，設(shè)為R,回路總電阻R總=R（vttan a+盤+ vt)=Rtan a+coSa +1 丿vt,產(chǎn)生的感應(yīng)電流1 =旦是一恒量，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤.R總答案：C課時(shí)作業(yè)授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第4頁一、單項(xiàng)選擇題1. （2016南通模擬）電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加 熱食物，下列相關(guān)的說法中正確的是（）A 鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)B. 電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C. 金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D. 電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產(chǎn)

8、生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項(xiàng) A正確，B錯(cuò)誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成，利用 渦流加熱食物，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：A2. 關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢，下列說法中正確的是（）A .線圈中的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大B. 線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大C. 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為2 V，則穿過線圈的磁通量的變化率一定為 2 Wb/sD. 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 2 V，貝懺圈電源的“一”極比“ + ”極電勢低2 V解析：由E= n弓可知，感應(yīng)電動(dòng)勢E與磁通量的變化率 丁成正比，與磁通量、磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小無關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由

9、于不知道線圈的匝數(shù) n，雖知道E的大小為2 V，但無法確定藥的大小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)殡娫磧?nèi)部感應(yīng)電流的方向，電源內(nèi)部感應(yīng)電流從“一”極流向“ + ”極, 故選項(xiàng)D正確.答案：D3矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂直.先保持線框的面積 不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍.接著保持增大后的 磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半.先 后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為（）A. 2C. 2D. 4解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 E =號(hào)，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bo,線圈面積為So,則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢為 Ei= 譽(yù)

10、 j2Bo-BoQ= BoSo,則第二S0種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢為E2=時(shí)=2Bq： 2）= B0S0,所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，比值為1, B正確.答案：BL XXXXF、pTx'r XXX1XcX2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢變?yōu)?E2通過電阻RE1與E2之比分別為（）* X W X fXX£XB. ac,2 :D. c a,1 :4. 如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿 MN 在平行金屬導(dǎo)軌上以速度V向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E1；若磁 感應(yīng)強(qiáng)度增為 的電流方向及A. C a,2 : 1解析：桿MNC.

11、a c,1 : 2向右勻速滑動(dòng)，由右手定則判知，通過R的電流方向?yàn)閍 C；又因?yàn)镋= BLv，所以Ei E2= 1 2,故選項(xiàng)C正確.答案：C5. （2016常州檢測）如圖所示，電路中 A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè) 自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器.當(dāng)S閉合與斷 開時(shí)，A、B燈泡的發(fā)光情況是（）它A. S剛閉合后，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮B. S剛閉合后，B亮一下又逐漸亮暗，A逐漸變亮C. S閉合足夠長時(shí)間后，A和B 一樣亮D. S閉合足夠長時(shí)間后，A、B都熄滅解析：S剛閉合后，A、B都變亮，之后A逐漸熄滅，B逐漸變亮，選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.S閉合足夠長時(shí)間

12、后，A熄滅，B 一直都是亮的，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：A6. （2016武漢模擬）如圖所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁 場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊.若第一次將線框從磁場中以恒定速度 V1向右勻速拉出，第二次以線速度 V2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°.為使兩次操作過程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢相等，則(X x!IIIX X;IXX打vi:V2= 2 : nX：NC.V1:72= 1 : 2V1 : V2 = 2 : 1解析:第一次將線框從磁場中以恒定速度71向右勻速拉出，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，有E 1 = E1= BLV1.第二

13、次以線速度72讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°所n n需時(shí)間t=瓦=亦，線框中的磁通量變化量L 12=BL =尹L2，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢丘2=¥=由題意知T1=¥2，可得V1 ：2 = 2 n A正確.V1 : V2= n ： 2“匚”滑金屬導(dǎo)軌，B,導(dǎo)軌電 保持)則答案：A7. (2015高考安徽卷)如圖所示，abed為水平放置的平行 形 間距為I，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 阻不計(jì).已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成0角，單位長度的電阻為r， 金屬桿以速度V沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好 ()BlvA .電路中感應(yīng)電動(dòng)勢

14、的大小為 磐sin 0B.電路中感應(yīng)電流的大小為C.金屬桿所受安培力的大小為Bvs in 0r2B Ivsin 0B2|v2D. 金屬桿的熱功率為解析：金屬桿MN切割磁感線的有效長度為I，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E= Blv,rl誤；金屬桿MN的有效電阻R=故回路中的感應(yīng)電流1= R BlVS'n Bsin uR2Bvsin 0 十.人 PS 才”、亠亠BIl Bl Bvsin 0 B Iv "口r , B正確；金屬桿受到的安培力F=sim snu r=廠，c錯(cuò)誤;2 2 2 2 2人PS”斗丄土2 B v sin 0 rl B v sin 0屮、口金屬桿的熱功率P= I2R=r2=

15、 r,D錯(cuò)誤.r sin 0r答案：B8. （2016安慶一中高三月考）在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為 E,內(nèi)阻為r, 電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值.在t = 0時(shí)刻閉合開關(guān)S, 經(jīng)過一段時(shí)間后，在t = ti時(shí)刻斷開S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓Uab隨時(shí)間t變 化的圖象中，正確的是（）解析：S閉合時(shí)，由于自感L有感抗,經(jīng)過一段時(shí)間電流穩(wěn)定時(shí) L電阻不計(jì)，可見電路的外電壓是從大變小的，所以 A、C錯(cuò)誤.ti時(shí)刻斷開S,由于自感在L、R、D構(gòu)成的回路中電流從B向A,所以ti時(shí)刻Uab反向，B正確.答案：B二、多項(xiàng)選擇題9. （2014高考江蘇卷）如圖所示，在線圈上端放置一盛

16、有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交 流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可 行的有（）4鐵芯A .增加線圈的匝數(shù)B. 提高交流電源的頻率C. 將金屬杯換為瓷杯D. 取走線圈中的鐵芯 解析：當(dāng)線圈上通交流電時(shí)，金屬杯由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，杯中有感應(yīng)電流,對水加熱，若要增大感應(yīng)電流，則需要增大感應(yīng)電動(dòng)勢或者減小杯體的電阻.增加線圈的匝數(shù)，使得穿過金屬杯的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，選項(xiàng)A正確;提高交變電流的頻率，使得磁通量的變化率增大，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，選項(xiàng)B正確；若將金屬杯換為瓷杯，則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取走線圈中的鐵芯，磁場會(huì)大大減弱，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，選項(xiàng) D錯(cuò)誤.

17、答案：AB10. 如圖所示，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，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，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)入磁場為止， 下列結(jié)論正確的是（）W ! X:XI:XNX X舟XXXXXXXXXXXXXA .感應(yīng)電流方向不變B. CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C. 感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em= Bav1D. 感應(yīng)電動(dòng)勢平均值 E = 4啟av解析：根據(jù)楞次定律可判斷閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向始終不變，選項(xiàng) 正確；CD段電流方向是由D指向C，CD段受到安培力作用，且方向豎直向下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)半圓

18、的圓心剛進(jìn)入磁場時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，Em= Bav， TiBav選項(xiàng)C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E =飛=，選項(xiàng)D正確.答案：ACD三、非選擇題11. （2015高考浙江卷）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡.線圈的水平邊長 L = 0.1 m,豎 直邊長H = 0.3 m,匝數(shù)為N1,線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0= 1.0 T,方向垂直線圈平面向里.線圈中通有可在 02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤 放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量.(重力加速度g取10 m/s2)1IXJ

19、JX甲(1) 為使電磁天平的量程達(dá)到 0.5 kg,線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2) 進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2= 100匝、形狀相同的線圈，總電阻R= 10Q,不接外電流，兩臂平衡.如圖乙所示，保持 B0不變，在線圈上部另加垂直紙 面向外的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪= 0.1 m.當(dāng)AB掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率GB.解析：(1)線圈受到的安培力F= N1B0IL天平平衡 mg= N1B0IL代入數(shù)據(jù)得Ni = 25(2)由電磁感應(yīng)定律得E= N2 &由歐姆定律得I' 線圈受到的安培力F' = N2B0I'