2015屆高考物理第一輪課時提升演練檢測題31

二十八法拉第電磁感覺定律自感和渦流(學(xué)生用書對應(yīng)頁碼P317)1．如下圖，三個同樣的金屬圓環(huán)內(nèi)分別存在著不一樣的有界勻強磁場，虛線表示環(huán)的某條直徑．已知全部磁場的磁感覺強度隨時間變化的關(guān)系都知足B＝B0＋kt，磁場方向如下圖．測得A環(huán)內(nèi)感覺電流強度為I，則B環(huán)和C環(huán)內(nèi)感覺電流強度分別為()A．IB＝I、IC＝0B．IB＝I、IC＝2IC．IB＝2I、IC＝2ID．IB＝2I、IC＝0B分析：依據(jù)法拉第電磁感覺定律E＝ntS和B環(huán)內(nèi)磁場面積為A環(huán)內(nèi)磁場面積的2倍可得IB＝2I.C環(huán)中同時有磁感覺強度大小相等、方向相反的磁場，而這兩部分磁通量互相抵消，故C環(huán)中的磁通量向來為零，IC＝0，選項D正確．答案：D2．如下圖，正方形線框的左半側(cè)處在磁感覺強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊沿平齊．若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，第二次讓線框繞軸MN以線速度v2勻速轉(zhuǎn)過90°.若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的均勻感覺電動勢相等，則()A．v1∶v2＝2∶πB．v1∶v2＝π∶2C．v1∶v2＝1∶2D．v1∶v2＝2∶1分析：將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，時間t1＝L/2÷v1＝L/(2v1)；讓線框繞軸MN以線速度v2勻速轉(zhuǎn)動90°，角速度ω＝2v2/L，時間t2＝π/2ω÷＝πL/(4v2)，兩次過程中線框產(chǎn)生的均勻感應(yīng)電動勢相等，則t2＝t1，解得v1∶v2＝2∶π，選項A正確．答案：A3．(2014·吉林通化高三模擬)如下圖，兩塊水平擱置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個n匝的線圈連結(jié)，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中．兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止擱置一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，K斷開時傳感器上有示數(shù)，K閉合，穩(wěn)固后傳感器上恰巧無示數(shù)，則線圈中的磁場B的變化狀況和磁通量變化率分別為()A．正在增添，ΔΦ＝mgdtqB．正在減弱，ΔΦ＝mgdtnqC．正在減弱，ΔΦ＝mgdtqD．正在增添，ΔΦ＝mgdtnq分析：K閉合，穩(wěn)固后傳感器上恰巧無示數(shù)，說明此時下極板帶正電，即下極板電勢高于上極板，極板間的場強方向向上，大小知足Eq＝mg，即E＝mgU＝，所以兩極板間的電壓U＝mgdqEdq將平行金屬板換成一個電阻，則流過該電阻的感覺電流的方向是從下往上，據(jù)此聯(lián)合楞次定律可判斷出穿過線圈的磁通量正在增添，線圈中產(chǎn)生的感覺電動勢的大小為

ΔΦnt，即

ΔΦU＝n，可得t

ΔΦt＝

mgdnq，選項D正確．答案：D4．如下圖，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩頭接在電容為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，磁感覺強度以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KL2C4πKL2CD．帶負(fù)電，電荷量是π4分析：磁感覺強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，由法拉第電磁ΔΦBL2感覺定律得E＝t＝St＝KS，而S＝，經(jīng)時間t電容器P板所帶4πKL2C電荷量Q＝EC＝4π；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項正確．答案：D5．(2014·四川六校聯(lián)考)某合作研究學(xué)習(xí)小組在研究線圈中感覺電流的影響要素時，設(shè)計如下圖的實驗裝置，讓一個閉合圓線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感覺強度隨時間均勻變化，則以下說法中正確的選項是()．若把線圈的匝數(shù)增大一倍，線圈內(nèi)感覺電流大小不變B．若把線圈的面積增大一倍，線圈內(nèi)感覺電流變成本來的2倍C．改變線圈軸線與磁場方向的夾角大小，線圈內(nèi)感覺電流可能變成本來的2倍D．若把線圈的半徑增大一倍，線圈內(nèi)感覺電流變成本來的2倍B分析：由法拉第電磁感覺定律E＝ntS可知，若線圈的匝數(shù)增大一倍，感覺電動勢與線圈的總電阻都增大一倍，線圈中的電流不變，正確；若線圈的面積增大一倍，感覺電動勢增大一倍，但線圈的電阻增大，線圈內(nèi)的感覺電流其實不是本來的

2倍，B

錯誤；E＝n

BtScos30°，故不論怎樣改變線圈軸線與磁場的方向夾角，都不行能使線圈內(nèi)的感覺電流變成本來的2倍，C錯誤；若線圈的半徑增大一倍，則面積是本來的4倍，電阻是本來的2倍，線圈內(nèi)感覺電流變成本來的2倍，D正確．答案：AD6．(2014·廣東汕頭模擬)用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長為l，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，如B圖所示，當(dāng)磁場以t的變化率加強時，則()A．線圈中感覺電流方向為acbdaBl2B．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝·t2C．線圈中a點電勢高于b點電勢Bl2D．線圈中a、b兩點間的電勢差為·t2分析：依據(jù)楞次定律可知，A正確．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝ΔΦtl2·，B正確．線圈左側(cè)的一半導(dǎo)線相當(dāng)于電源，在電源內(nèi)部電流t2沿逆時針方向，所以a點電勢低于b點電勢，C錯誤．線圈右側(cè)的一半相當(dāng)于外電路，a、b兩點間的電勢差相當(dāng)于路端電壓，其大小UEl2B＝2＝4·t，D錯誤．答案：AB7．如下圖，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時兩頭的電阻)，磁感覺強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，R在環(huán)的最高點A用鉸鏈連結(jié)長度為2a、電阻為2的導(dǎo)體棒AB，AB由水平地點緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直地點時，B點的線速度為v，則這時AB兩頭的電壓大小為()BavBav2BavA.3B.6C.3D．Bav分析：擺在豎直地點時，AB切割磁感線的剎時感覺電動勢E＝B·2a·1＝由閉合電路歐姆定律得，AB＝ER12vUR·＝Bav，故ABav.R432＋4正確．答案：A8．(2014·無錫模擬)如下圖，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平擱置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個過程棒的方向不變且不計空氣阻力，則在金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感覺電動勢大小變化狀況是()A．愈來愈大B．愈來愈小C．保持不變D．沒法判斷分析：金屬棒ab切割磁感線，產(chǎn)生感覺電動勢而不產(chǎn)生感覺電流，沒有安培力產(chǎn)生，在重力作用下做平拋運動，垂直于磁感線方向速度不變，一直為v0，由公式E＝BLv知，感覺電動勢為BLv0不變，故A、B、D錯誤，C正確．答案：C9．在如圖甲所示電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S20cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁感覺強度B按如圖乙所示規(guī)律變化，則以下說法中正確的選項是()A．螺線管中產(chǎn)生的感覺電動勢為1VB．閉合開關(guān)S，電路中電流穩(wěn)固后，電阻R1耗費的功率為5×102WC．電路中電流穩(wěn)固后電容器下極板帶正電D．開關(guān)S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量為1.8×10－5C分析：依據(jù)法拉第電磁感覺定律E＝nΔΦBt＝n·St，得E＝1.2V，選項A錯；依據(jù)閉合電路歐姆定律I＝E＝0.12A，由P＝I2R1，R1＋R2＋r得R1耗費的功率P＝5.76×10－2W，選項B錯；由楞次定律得選項C對；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時C板上所帶電荷量Q，電容器兩頭的電壓U＝IR2＝0.6V，流經(jīng)R2的電荷量Q＝CU＝1.8×105C，選項D對．答案：CD10．如下圖，電路中A和B是兩個完整同樣的小燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零的電感線圈，C是電容很大的電容器．當(dāng)S閉合與斷開時，對A、B的發(fā)光狀況判斷正確的選項是()A．S閉合時，A立刻亮，而后漸漸熄滅B．S閉合時，B立刻亮，而后漸漸熄滅C．S閉合足夠長時間后，B發(fā)光而A不發(fā)光D．S閉合足夠長時間后再斷開，B立刻熄滅而A漸漸熄滅分析：電容器的特征是“充電和放電”，在開始充電階段，相當(dāng)于阻值很小的電阻，放電階段相當(dāng)于電源．電感線圈的特征是“阻交流、通直流”，即電流不會忽然變化，當(dāng)電流忽然增大時，相當(dāng)于阻值很大的電阻，當(dāng)電流忽然減小時，相當(dāng)于電源．所以．當(dāng)開關(guān)剛閉合時，電容器對電流的阻擋作用小，線圈對電流的阻擋作用大．C和B構(gòu)成的電路分壓作用小，A、L構(gòu)成的電路分壓作用大，B燈較暗，燈較亮．當(dāng)開封閉合足夠長的時間后，電容器充電達成，線圈中電流為直流電，而其直流電阻很小，B燈較亮，A燈被短路，不發(fā)光；開關(guān)斷開瞬時，電容器和B構(gòu)成的回路中，電容器放電，B燈漸漸變暗，A燈和線圈構(gòu)成的回路中，線圈充任電源，A燈先變亮再熄滅，應(yīng)選項A、C正確．答案：AC11．如下圖，固定在勻強磁場中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距L10.5m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L2＝0.8m，整個閉合回路的電阻為R＝0.2Ω，磁感覺強度為B0＝1T的勻強磁場豎直向下穿過整個回路．a(chǎn)d桿經(jīng)過滑輪和輕繩連結(jié)著一個質(zhì)量為m＝0.04kg的物體，不計全部摩擦，現(xiàn)使磁場以B＝0.2T/s的變化率均勻地增t大．求：(1)金屬棒上電流的方向．(2)感覺電動勢的大?。?3)物體恰巧走開地面的時間(取g＝10m/s2)．分析：(1)由楞次定律能夠判斷，金屬棒上的電流由a到d.(2)由法拉第電磁感覺定律得：E＝ΔΦBt＝St＝0.08V(3)物體剛要走開地面時，其遇到的拉力F＝mg而拉力F又等于棒所遇到的安培力．即mg＝F安＝BIL1此中B＝B0＋BttEI＝R解得t＝5s答案：(1)由a到d(2)0.08V(3)5s12．(2014·東北三校模擬)如圖甲所示，一半徑為2l、電阻為r的帶有極窄空隙的金屬圓環(huán)和一電阻為R的定值電阻構(gòu)成一閉合回路，有一板間距為d的平行板電容器和電阻并聯(lián)．金屬圓環(huán)內(nèi)存在一半徑為l的有界勻強磁場，該磁場地區(qū)與金屬圓環(huán)共心，磁感覺強度隨時間的變化圖象如圖乙所示，設(shè)磁感覺強度方向垂直紙面向里為正．t0時刻在靠近A板的地點處無初速開釋一不計重力的帶電粒子，粒子質(zhì)量為m，重力不計，電荷量為－q(q>0)，求：(1)粒子在0～T時間內(nèi)發(fā)生的位移？(假定電荷沒有抵達B板)(2)要使粒子抵達B板時速度最大，兩板間的距離d應(yīng)知足什么條件？1分析：(1)在0～3T時間內(nèi)，有EΔΦ1＝SB12B1＝t1t1＝πt11lB12B06B0又t1＝T＝T36πl(wèi)2B0聯(lián)立得，E1＝TE1由于I1＝R＋r又由于U1＝I1Rπ2B0R6l可得U1＝TR＋rTΔΦ22B2在3～T時間內(nèi)，有E2＝t2＝πl(wèi)t2B22B03B0又知t2＝2T＝T3聯(lián)立得2＝3π2B1ET2113πl(wèi)2B0R所以I2＝2I1，U2＝2U1＝TR＋r由于FqU電＝ma＝d則有0～1T時間內(nèi)，a1＝qU1，1T～T時間內(nèi)，a2＝qU2，3md3md1得a2＝2a11由v＝a13T＝a2t