高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律自感練習(xí)

1、高考物理 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感練習(xí)一、選擇題(共10小題，每題6分，共60分，在每題給出的四個選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)符合題意，全部選對的得6分，漏選的得3分，錯選的得0分)1關(guān)于電路中感應(yīng)電動勢的大小，以下說法正確的選項(xiàng)是()A穿過電路的磁通量越大，感應(yīng)電動勢就越大B電路中磁通量的改變量越大，感應(yīng)電動勢就越大C電路中磁通量改變越快，感應(yīng)電動勢就越大D假設(shè)電路在某時刻磁通量為零，那么該時刻感應(yīng)電流一定為零【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢正比于磁通量的變化率，C選項(xiàng)中磁通量變化越快，那么磁通量的變化率越大，故C選項(xiàng)正確，A、B選項(xiàng)錯誤某時刻的磁通量為零，但該時刻磁通量的變化率不一定為零，所

2、以感應(yīng)電流也就不一定為零，D選項(xiàng)錯誤，應(yīng)選C.【答案】C2(市高三摸底測試)如下圖，電阻R1、半徑r1的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同，Q的半徑r2.t0時刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系是B2t(T)假設(shè)規(guī)定逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍敲淳€框P中感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是以下圖中的()【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為eq f(BS,t)eq f(B,t)req oal(2,2)0.01(V)，再由歐姆定律得：圓形導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I0.01(A)，其中負(fù)號表示電流的方向是

3、順時針方向故C正確【答案】C3(理綜)如圖甲所示，一個電阻為R，面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45角，o、o分別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)現(xiàn)將線框右半邊obco繞oo逆時針旋轉(zhuǎn)90到圖乙所示位置在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是() A.eq f(r(2)BS,2R)B.eq f(r(2)BS,R)C.eq f(BS,R)D0【解析】此題考查的是電磁感應(yīng)的有關(guān)知識，意在考查考生對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用以及對空間幾何的觀察和想像；首先，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出感應(yīng)的電荷量為：Qeq f(,R)；而Beq f(S,

4、2)cos45(Beq f(S,2)sin45)BScos45eq f(r(2),2)BS，故A正確【答案】A4一個由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，如下圖，線圈平面與磁場方向成60角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，用以下哪些方法可使感應(yīng)電流增加一倍 ()A把線圈匝數(shù)增加一倍B把線圈面積增加一倍C把線圈半徑增加一倍D改變線圈與磁場方向的夾角【解析】設(shè)導(dǎo)線的電阻率為，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，那么Ieq f(E,R)eq f(nf(,t),R)eq f(nr2f(B,t)sin,f(n2r,S0)eq f(S0r,2)eq f(B,t)sin.可見將r增加一倍，I增加1倍，將線圈

5、與磁場方向的夾角改變時，sin不能變?yōu)樵瓉淼?倍(因sin最大值為1)，假設(shè)將線圈的面積增加一倍，半徑r增加到原來的eq r(2)倍，電流也增加到原來的eq r(2)倍，I與線圈匝數(shù)無關(guān)【答案】C5如下圖是日光燈的構(gòu)造示意圖假設(shè)按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是 ()AS1接通，斷開S2、S3，日光燈就能正常發(fā)光BS1、S2接通，S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光CS3斷開，接通S1、S2后，再斷開S2，日光燈就能正常發(fā)光D當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光【解析】S1接通，S2、S3斷開，電源電壓220V加在燈管兩端，不能使氣體電離，日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)

6、A錯誤S1、S2接通，S3斷開，燈絲兩端被短路，電壓為零，日光燈不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯誤S3斷開，S1、S2接通，燈絲被預(yù)熱，發(fā)出電子，再斷開S2，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的自感電動勢，和原電壓一起加在燈管兩端，使氣體電離，日光燈正常發(fā)光，選項(xiàng)C正確當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，那么鎮(zhèn)流器被短路，燈管兩端電壓過高，會損壞燈管，選項(xiàng)D錯誤【答案】C6如下圖的電路中，三個燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1R2I2I3.當(dāng)S突然斷開時，電感L相當(dāng)于電源，由于此時二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，故L2立即熄滅，選項(xiàng)B錯誤，D正確；L、L1和L3構(gòu)成一個閉合回路，L中電流從I1逐漸減小，那么通過L1的電流逐漸減小，通過

7、L3的電流先變大后逐漸變小故L1逐漸變暗，L3先變亮，然后逐漸變暗，選項(xiàng)A錯誤，C正確【答案】CD7如下圖，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動令U表示MN兩端電壓的大小，那么()AUeq f(1,2)Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dBUeq f(1,2)Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bCUBlv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dDUBlv，流過固

8、定電阻R的感應(yīng)電流由d到b【解析】導(dǎo)體桿向右勻速運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Blv，R和導(dǎo)體桿形成一串聯(lián)電路，由分壓原理得Ueq f(Blv,RR)Req f(1,2)Blv，由右手定那么可判斷出感應(yīng)電流方向由NMbd，所以A選項(xiàng)正確【答案】A8(重點(diǎn)聯(lián)考)如圖是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機(jī)模型的原理圖，將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤，圖中a、b導(dǎo)線分別與銅盤邊緣和銅盤中心相連，轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流假設(shè)圖中銅盤半徑為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路電阻為R，從上往下看逆時針勻速運(yùn)動銅盤的角速度為.那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A回路中有大小和方向做周期性變化的電流B回路中電流

9、大小恒定，且等于eq f(BL2,R)C回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D假設(shè)將勻強(qiáng)磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過【解析】銅盤可以看成由多根發(fā)散狀細(xì)小銅絲組成，在轉(zhuǎn)動過程中為切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，EBLeq xto(v)BLeq f(L,2).由右手定那么可知，b為正極，a為負(fù)極，產(chǎn)生的電流方向不變，總是由b流向燈泡，由a流回銅盤大小為Ieq f(BL2,2R).A錯誤，B錯誤；當(dāng)銅盤不轉(zhuǎn)動，磁場呈正弦規(guī)律變化時，銅盤內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)形電流，不會對外部電路供電，燈泡不會亮起來，只有C正確【答案】C9一足夠大的正方形區(qū)域

10、ABCD內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場應(yīng)強(qiáng)度為B，其頂點(diǎn)A在直線MN上，且AB、AD與MN的夾角為45，如下圖，一邊長為a的正方形導(dǎo)線框從圖示位置沿圖示直線MN以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以逆時針方向?yàn)殡娏髡较颍韵聢D中能夠正確表示電流時間關(guān)系的是()【解析】線框由開始位置運(yùn)動距離a的過程中，線框的右邊導(dǎo)線切割磁感線，由于導(dǎo)線進(jìn)入磁場的局部均勻增大，因此感應(yīng)電動勢均勻增大，線框運(yùn)動距離在a2a的過程中，線框的右邊導(dǎo)線在磁場中的長度越來越小，而左邊導(dǎo)線在磁場中的長度越來越大，由于右邊導(dǎo)線產(chǎn)生的電動勢為逆時針，而左邊導(dǎo)線產(chǎn)生的電動勢為順時針，因此，在此過程中線框總感應(yīng)電動勢由正值減小到零再到負(fù)

11、值；線框運(yùn)動距離在2a3a的過程中，只有左邊導(dǎo)線在切割磁感線，因此電動勢為負(fù)值，又由于左邊導(dǎo)線在磁場中的長度越來越小，因此電動勢也越來越小，由此可知C正確【答案】C10(模擬)在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場B的方向向上為正，當(dāng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t如圖乙變化時，以下四圖中正確表示線圈中感應(yīng)電流變化的是()【解析】考查楞次定律在前半個周期內(nèi)，磁場方向向上且逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)樨?fù)方向，后半個周期內(nèi)磁場方向向下且增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)樨?fù)方向，且后半個周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為

12、前半個周期內(nèi)的兩倍，故電流也為前半個周期的兩倍，A正確【答案】A二、論述、計(jì)算題(此題共3小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11如下圖，邊長L的正方形導(dǎo)線框ABCD由粗細(xì)均勻的同種材料制成，正方形導(dǎo)線框每邊的電阻R01.0，金屬棒MN與正方形導(dǎo)線框的對角線長度恰好相等，金屬棒MN的電阻r0.20.導(dǎo)線框放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T，方向垂直導(dǎo)線框所在平面向里金屬棒MN與導(dǎo)線框接觸良好，且與導(dǎo)線框?qū)蔷€BD垂直放置在導(dǎo)線框上，金屬棒上的中點(diǎn)始終在BD連線上假設(shè)金屬棒以v/s的速度

13、向右勻速運(yùn)動，當(dāng)金屬棒運(yùn)動至AC位置時，求(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)：(1)金屬棒產(chǎn)生的電動勢大小；(2)金屬棒MN上通過的電流大小和方向；(3)導(dǎo)線框消耗的電功率【解析】(1)金屬棒產(chǎn)生的電動勢大小為：Eeq r(2)BLveq r(2)V0.57V.(2)金屬棒運(yùn)動到AC位置時，導(dǎo)線框左、右兩側(cè)電阻并聯(lián)，其并聯(lián)電阻大小為R并1.0，根據(jù)閉合電路歐姆定律Ieq f(E,R并r)，根據(jù)右手定那么判定，電流方向從N到M.(3)導(dǎo)線框的功率為：P框I2R并0.23W.【答案】(1)0.57V(2)方向NM12將一個矩形金屬線框折成直角框架abcdefa，置于傾角為37的斜面上，ab邊與斜面的底線

14、MN平行，如下圖.eq xto(ab)eq xto(bc)eq xto(cd)eq xto(de)eq xto(ef)eq xto(fa)，線框總電阻為R0.02，ab邊的質(zhì)量為m，其余各邊的質(zhì)量為忽略不計(jì)，框架可繞過c、f點(diǎn)的固定軸自動轉(zhuǎn)動，現(xiàn)從t0時刻開始沿斜面向上加一隨時間均勻增加的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與時間的關(guān)系為Bt，磁場方向與cdef面垂直(cos370.8，sin370.6，g10m/s2)(1)求線框中感應(yīng)電流的大小，并在ab段導(dǎo)線上畫出感應(yīng)電流的方向；(2)t為何值時框架的ab邊對斜面的壓力為零？【解析】(1)由題設(shè)條件可得：Eeq f(,t)eq f(B,t)

15、eq xto(cd)eq xto(de)0.02V，所以感應(yīng)電流Ieq f(E,R)，根據(jù)楞次定律可判斷，感應(yīng)電流的方向從ab.(2)ab邊所受的安培力FBBIeq xto(ab)t，方向垂直于斜面向上，當(dāng)框架的ab邊對斜面的壓力為零時，由平衡條件得FBmgcos37.由以上各式并代入數(shù)據(jù)得：t0.8s.【答案】(1)1.0Vab13(高考卷)如圖(a)所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)求0至t1時間內(nèi)(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量【解析】(1)設(shè)keq f(B0,t0)，由題圖(b)可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t的函數(shù)關(guān)系為BB0eq f(B0,t0)tB0kt磁場的面積及線圈內(nèi)的磁通量分別為Sreq oal(2,2)BSreq oal(2,2)(B0kt)在0和t1時刻，單匝線圈中的磁通量分別為0B0req oal(2,2)1re