【全程復習方略】福建省2014屆高三物理 9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象課時提能演練 魯科版

1、2014屆高三物理（魯科版-福建）全程復習方略課時提能演練：9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象 (40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題9分，共72分.每小題只有一個選項正確)1.(預測題)如圖甲所示，水平面上的平行導軌MN、PQ上放著兩根導體棒ab、cd，兩棒中間用絕緣絲線系住.開始時勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應強度B隨時間t的變化如圖乙所示，I和T分別表示流過導體棒中的電流和絲線的拉力(不計電流之間的相互作用力)，則在t0時刻( )A.I=0,T=0B.I=0,T0C.I0,T=0D.I0,T02.(2012·南京模擬)如圖所示，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán)，導線

2、的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應強度以B=B0+Kt(K>0)隨時間變化，t=0時，P、Q兩極板電勢相等.兩極板間的距離遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器P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.帶負電，電荷量是3.(2012·泰安模擬)醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度.電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的.使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示.由于血液中的正負離子隨血液一起在磁場中運動，電

3、極a、b之間會有微小電勢差.在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零.在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 V,磁感應強度的大小為0.040 T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負為( )A.1.3 m/s,a正、b負B.2.7 m/s，a正、b負C.1.3 m/s,a負、b正D.2.7 m/s，a負、b正4.(2012·福州模擬)有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計方案是：在每節(jié)車廂底部安裝強磁鐵(磁場方向向下)，并且在沿途兩條鐵軌之間平放一系列線圈.下列說法中不正確的是( )A.列車運動時，

4、通過線圈的磁通量會發(fā)生變化B.列車速度越快，通過線圈的磁通量變化越快C.列車運動時，線圈中會產(chǎn)生感應電動勢D.線圈中的感應電動勢的大小與列車速度無關(guān)5.(易錯題)如圖所示，三個相同的金屬圓環(huán)內(nèi)存在著不同的有界勻強磁場，虛線表示環(huán)的某條直徑，已知所有磁場的磁感應強度隨時間變化的關(guān)系都滿足B=kt，磁場方向如圖所示.測得A環(huán)內(nèi)感應電流強度為I，則B環(huán)和C環(huán)內(nèi)感應電流強度分別為( )A.IB=I、IC=0B.IB=I、IC=2IC.IB=2I、IC=2ID.IB=2I、IC=06.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時兩端的電阻)，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)

5、的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為的導體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當擺到豎直位置時，B點的線速度為v，則這時AB兩端的電壓大小為( )A. B. C. D.Bav7.如圖所示，E為電池，L是電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大的線圈，D1、D2是兩個規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡，S是控制電路的開關(guān).對于這個電路，下列說法錯誤的是( )A剛閉合開關(guān)S的瞬間，通過D1、D2的電流大小相等B剛閉合開關(guān)S的瞬間，通過D1、D2的電流大小不相等C閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定，D1熄滅，D2比原來更亮D閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅8.(創(chuàng)新題)如圖a是用

6、電流傳感器(相當于電流表，其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.圖b是某同學畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖象.關(guān)于這些圖象，下列說法中正確的是( )A.甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況B.乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況C.丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況D.丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況二、非選擇題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計

7、算的要注明單位)9.(易錯題)(12分)如圖所示，固定在勻強磁場中的水平導軌ab、cd的間距L1=0.5 m，金屬棒ad與導軌左端bc的距離為L2=0.8 m，整個閉合回路的電阻為R=0.2 ，磁感應強度為B0=1 T的勻強磁場豎直向下穿過整個回路.ad桿通過滑輪和輕繩連接著一個質(zhì)量為m=0.04 kg的物體，不計一切摩擦，現(xiàn)使磁場以=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)感應電動勢的大小.(3)物體剛好離開地面的時間(g=10 m/s2).10.(創(chuàng)新題)(16分)如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP放置在水平面內(nèi),MO間接有阻值為R=3 的電阻,導軌相

8、距d=1 m，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=0.5 T.質(zhì)量為m=0.1 kg，電阻為r=1 的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉動CD,CD受的摩擦阻力f恒為0.5 N.求：(1)CD運動的最大速度的大小.(2)當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？(3)當CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度的大小答案解析1.【解析】選C.t0時刻，磁場變化，磁通量變化，故I0;由于B=0，故ab、cd所受安培力均為零，絲線的拉力為零.C項正確.2.【解題指南】解答本題應把握以下三點：(1)由圓的周長計算圓的面積.(2)由楞次定律判斷電容器極板

9、的電性.(3)電容器上的電勢差等于圓環(huán)產(chǎn)生的感應電動勢.【解析】選D.磁感應強度以B=B0+Kt(K>0)隨時間變化，由法拉第電磁感應定律得而經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量Q=EC=；由楞次定律知電容器P板帶負電，故D選項正確.3.【解析】選A.對血液中的離子的運動，由左手定則，可得a正、b負，C、D錯誤；達到平衡時，有qvB=q，解得v=1.3 m/s，故A正確，B錯誤.4.【解析】選D.列車運動時，安裝在每節(jié)車廂底部的強磁鐵產(chǎn)生的磁場使通過線圈的磁通量發(fā)生變化；列車速度越快，通過線圈的磁通量變化越快，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，由于通過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會產(chǎn)生感應電動勢，感應

10、電動勢的大小與通過線圈的磁通量的變化率成正比，與列車的速度有關(guān).由以上分析可知，選項A、B、C正確，選項D不正確.5.【解析】選D.由題意可知，環(huán)內(nèi)的磁感應強度隨時間發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流，利用求解感應電動勢，故環(huán)內(nèi)只有向里的磁場時，可直接利用磁場穿過金屬環(huán)的面積比得出電流比，由B環(huán)中的面積為A環(huán)中面積的2倍可得IB=2I.C環(huán)中同時有磁感應強度大小相等、方向相反的磁場，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.6.【解析】選A.擺到豎直位置時，AB切割磁感線的瞬時感應電動勢E=B·2a·(v)=Bav.由閉合電路歐姆定律得，故A正確.【變式備選

11、】如圖所示，長為L的金屬導線上端懸于C點，下端系一小球A，在豎直向下的勻強磁場中做圓錐擺運動，轉(zhuǎn)動方向如圖所示，導線與豎直方向的夾角為，擺球的角速度為，磁感應強度為B，則金屬導線中產(chǎn)生感應電動勢的高電勢端及大小為( )A.C點 BL2B.C點 BL2sin2C.A點 BL2D. A點 BL2sin2【解析】選B.由右手定則可判斷C>A，即C端的電勢高于A端的電勢；金屬導線切割磁感線的有效長度為Lsin，所以導線中產(chǎn)生的感應電動勢為：E=B(Lsin)2=BL2sin2.故B正確.7.【解析】選B.由于線圈的電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大，在開關(guān)閉合的瞬間線圈的阻礙作用很大，線圈中的電流為

12、零，所以通過D1、D2的電流大小相等，A正確，B錯誤.閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定時線圈短路，D1中電流為零，回路電阻減小，D2比原來更亮，C正確；閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，線圈和D1形成回路，D1閃亮一下再熄滅，D正確，故選B.8.【解析】選C.開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合瞬間，流過自感線圈的電流為零，流過傳感器1、2的電流均為；閉合電路穩(wěn)定后，流過傳感器1的電流為流過傳感器2的電流為；開關(guān)斷開后，流過傳感器1的電流立即變?yōu)榱?，流過傳感器2的電流方向相反，從逐漸變?yōu)榱?由以上分析可知，選項C正確.【總結(jié)提升】通電自感與斷電自感的區(qū)別通電自感斷電自感現(xiàn)象自感電路中的電流增加比

13、電阻電路緩慢,最終還是增加到正常值與自感線圈同一回路的電流，過一會兒才減為0，比正常電阻電路斷開要滯后一段時間原因感應電路中產(chǎn)生感應電動勢E自，阻礙電源引起的電流的增加電源對電路不再引起電流，但線圈中原有的電流變化要產(chǎn)生自感電動勢E自，在某一通路中緩慢減小9.【解析】(1)由楞次定律可以判斷，金屬棒上的電流由a到d.(2分)(2)由法拉第電磁感應定律得：=0.08 V(2分)(3)物體剛要離開地面時，其受到的拉力F=mg(1分)而拉力F又等于棒所受的安培力.即mg=F安=BIL1(2分)其中B=B0+ (2分) (1分)解得t=5 s(2分)答案：(1)由a到d (2)0.08 V (3)5 s10.【解析】 (1)設(shè)導體棒的運動速度為v，則產(chǎn)生的感應電動勢為：E=Bdv(1分)根據(jù)閉合電路歐姆定律有： (1分)則安培力為：F0=BdI(1分)據(jù)題意分