2019年高考物理總復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流課時(shí)訓(xùn)練教科版

1、第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流1.(2018大連模擬)如圖,電源電動(dòng)勢(shì)為E,線圈L的直流電阻不計(jì).則以下判斷正確的是(C)A.閉合S,穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為EB.閉合S,穩(wěn)定后,電容器的a極帶正電C.斷開S瞬間,電容器的a極將帶正電D.斷開S瞬間,電容器的a極將帶負(fù)電解析:因線圈L的直流電阻不計(jì),則閉合S,穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為零,電容器帶電荷量為零,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;斷開S瞬間,在線圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,通過L的電流向左,對(duì)電容器充電,a板帶正電,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.2.(多選)如圖所示,閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)環(huán)的初速度為零,摩擦不計(jì),曲

2、面處在圖示磁場(chǎng)中,則(BD)A.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度小于hB.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于hC.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于hD.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度小于h解析:若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬環(huán)中無渦流產(chǎn)生,無機(jī)械能損失,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬環(huán)中有渦流產(chǎn)生,機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.3.(2018宜春模擬)(多選)如圖所示,是高頻焊接機(jī)原理示意圖,線圈中通一高頻電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量的熱量,將金屬熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說法中正確的是(AD)A.交變電流的頻率越高,焊縫處的溫

3、度升高得越快B.交變電流的頻率越低,焊縫處的溫度升高得越快C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大解析:線圈中通以高頻變化的電流時(shí),待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有關(guān),電流變化的頻率越高,電流變化得越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量就多,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.4.(2018銅仁市模擬)用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長(zhǎng)為0.2 m,正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí),線框中a,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是(B)A.

4、Uab=0.1 VB.Uab=-0.1 VC.Uab=0.2 VD.Uab=-0.2 V解析:正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而在線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,把左半部分線框看成電源,其電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為,其等效電路如圖所示.則a,b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差即為電源的路端電壓,設(shè)l是邊長(zhǎng),且依題意知=10 T/s.由E=得E= V=0.2 V所以U=IR=R= V=0.1 V,由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì),故Uab=-0.1 V,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.5.(2018石家莊模擬)如圖所示,半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,繞O軸以角速度沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則通過電阻R的電流的方向

5、和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì))(D)A.由c到d,I=B.由d到c,I=C.由c到d,I=D.由d到c,I=解析:由右手定則判定通過電阻R的電流的方向是由d到c;而金屬圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Br2,所以通過電阻R的電流大小是I=,D正確.6.(2017西寧二模)(多選)如圖所示,足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1 m,其右端連接有定值電阻R=2 ,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一質(zhì)量m=2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10 N的作用下,在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計(jì),下列說法正確的是(ACD)

6、A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向bB.金屬棒向左做先加速后減速運(yùn)動(dòng)直到靜止C.金屬棒的最大加速度為5 m/s2D.水平拉力的最大功率為200 W解析:金屬棒向左運(yùn)動(dòng)切割磁感線,根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由ab,A正確;金屬棒所受的安培力先小于拉力,棒做加速運(yùn)動(dòng),后等于拉力做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到最大,B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律得F-=ma,可知棒的速度v增大,加速度a減小,所以棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度最大,最大加速度amax= m/s2=5 m/s2,C正確;當(dāng)棒的加速度a=0時(shí)速度最大,設(shè)最大速度為vmax,則有F=,所以vmax= m/s=20 m/s,所以水平拉力的最大功率

7、Pmax=Fvmax=1020 W=200 W,D正確.7.(2018哈密市校級(jí)模擬)線圈所圍的面積為0.1 m2,線圈電阻為 1 .規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時(shí)針方向,如圖(甲)所示.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖(乙)所示.則以下說法正確的是(C)A.在時(shí)間05 s內(nèi),I的最大值為0.1 AB.在4 s末,I的方向?yàn)檎鼵.前2 s內(nèi),通過線圈某截面的總電荷量為0.01 CD.第3 s內(nèi),線圈的發(fā)熱功率最大解析:由題圖(乙)看出,在0 s時(shí)圖線的斜率最大,B的變化率最大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得,I=,0 s時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為0.1,則最大電流I= A=0.01

8、A,故A錯(cuò)誤.在4 s末,穿過線圈的磁場(chǎng)方向向上,磁通量減小,則根據(jù)楞次定律判斷得知,I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,即為負(fù)方向,故B錯(cuò)誤.前2 s內(nèi),通過線圈某截面的總電荷量q= C=0.01 C,故C正確;第3 s內(nèi),B沒有變化,線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則線圈的發(fā)熱功率為0,故D錯(cuò)誤.8.(2018張家口校級(jí)模擬)如圖(甲)所示,導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上,PQMN所圍的面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻.導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),規(guī)定磁場(chǎng)方向豎直向上為正,在02t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖(乙)所示,導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是(B)A.在

9、0t0和t02t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相同B.在0t0內(nèi),通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到MC.在t02t0內(nèi),通過電阻R的電流大小為D.在02t0時(shí)間內(nèi),通過電阻R的電荷量為解析:在0t0時(shí)間內(nèi)磁通量在減小,則導(dǎo)體棒有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力水平向左.在t02t0時(shí)間內(nèi)磁通量增大,同理可判斷導(dǎo)體棒有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力水平向右,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;0t0內(nèi)豎直向上的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向由N到M,選項(xiàng)B正確;導(dǎo)體棒MN始終靜止,與導(dǎo)軌圍成的面積不變,根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=S,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與Bt圖像斜率成正比,0t0的感應(yīng)電流大小I1=S=S,t02t0的感應(yīng)電

10、流大小I2=S=S,選項(xiàng)C錯(cuò);在02t0時(shí)間內(nèi),通過電阻R的電荷量Q=,選項(xiàng)D錯(cuò).9.(2018南昌模擬)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán),導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上,P,Q為電容器的兩個(gè)極板,磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt(K0)隨時(shí)間變化.t=0時(shí),P,Q兩極板電勢(shì)相等,兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑.經(jīng)時(shí)間t,電容器的P極板(D)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(fù)電,電荷量是解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,回路中產(chǎn)生的充電電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,Q板帶正電,P板帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;由于E=S=KR2,而L= 2R,R=,解得E=.電容

11、器上的電荷量Q=CE=,B,C錯(cuò)誤,D正確.10.(2017濰坊一模)(多選)如圖(甲)所示,線圈兩端a,b與一電阻R相連.線圈內(nèi)有垂直線圈平面向里的磁場(chǎng),t=0時(shí)起,穿過線圈的磁通量按圖(乙)所示規(guī)律變化.下列說法正確是(AC)A.時(shí)刻,R中電流方向由a到bB.t0時(shí)刻,R中電流方向由a到bC.0t0時(shí)間內(nèi)R中的電流是t02t0時(shí)間內(nèi)的D.0t0時(shí)間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是t02t0時(shí)間內(nèi)的解析:時(shí)刻,線圈中向里的磁通量在增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,所以R中電流方向由a到b,故A正確;t0時(shí)刻,線圈中向里的磁通量在減少,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,R中的電流方向由b到a,故B

12、錯(cuò)誤;0t0時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=;t02t0時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=;由歐姆定律I=,知0t0時(shí)間內(nèi)R中的電流是t02t0時(shí)間的,故C正確;根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,知0t0時(shí)間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是t02t0時(shí)間內(nèi)的,故D錯(cuò)誤.11.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2017泰安二模)(多選)如圖(甲)所示,間距為L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,軌道左側(cè)連接一定值電阻R.垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),F隨t變化的規(guī)律如圖(乙)所示.在0t0時(shí)間內(nèi),棒從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).(乙)圖中t0,F1,F2為已知,棒和軌道的電阻不計(jì).則(BD)A.在t0以后,導(dǎo)體棒一直做勻加

13、速直線運(yùn)動(dòng)B.在t0以后,導(dǎo)體棒先做加速,最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.在0t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒的加速度大小為D.在0t0時(shí)間內(nèi),通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為解析:因在0t0時(shí)間內(nèi)棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故在t0時(shí)刻F2大于棒所受的安培力,在t0以后,外力保持F2不變,安培力逐漸變大,導(dǎo)體棒做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度a=0,即導(dǎo)體棒所受安培力與外力F2大小相等后,導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;設(shè)在0t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒的加速度為a,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,t0時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,t=0時(shí)有F1=ma,t=t0時(shí)有F2-=ma而v=at0,由此得a=,故C錯(cuò)誤;在0t0內(nèi),導(dǎo)體棒a

14、b掃過面積S=La=,則通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q=,故D正確.12.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2018濟(jì)南模擬)(多選)如圖,兩根電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN,PQ,間距為L(zhǎng),兩導(dǎo)軌構(gòu)成的平面與水平面成角.金屬棒ab,cd用絕緣輕繩連接,其電阻均為R,質(zhì)量分別為m和2m.沿斜面向上的外力F作用在cd上使兩棒靜止,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,重力加速度大小為g.將輕繩燒斷后,保持F不變,金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.則(AD)A.輕繩燒斷瞬間,cd的加速度大小a=gsin B.輕繩燒斷后,cd做勻加速運(yùn)動(dòng)C.輕繩燒斷后,任意時(shí)刻兩棒運(yùn)動(dòng)的速度大小之比vabvcd=12D.

15、棒ab的最大速度vabm=解析:輕繩燒斷前,對(duì)兩金屬棒組成的整體,有F=(m+2m)gsin =3mgsin ,輕繩燒斷瞬間,對(duì)cd有F-2mgsin =2ma解得a=gsin ,故A正確;隨著速度的變化,電動(dòng)勢(shì)不斷變化,電流不斷變化,安培力不斷變化,加速度不斷變化,所以cd棒不可能做勻加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;兩金屬棒組成的系統(tǒng)合力為0,動(dòng)量守恒,所以有0=mvab-2mvcd,得vabvcd=21,故C錯(cuò)誤;回路總電動(dòng)勢(shì)E=BLvab+BLvcd,因?yàn)関ab=2vcd,由閉合電路歐姆定律得I=,當(dāng)棒ab速度最大時(shí),有BIL=mgsin ,則得vabm=,故D正確.13.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2018河北邢臺(tái)

16、模擬)如圖1所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(MN為邊界),用外力將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=10 cm的正方形金屬線框向右勻速拉出磁場(chǎng),已知在線框拉出磁場(chǎng)的過程中,ab邊受到的磁場(chǎng)力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖2所示,bc邊剛離開磁場(chǎng)的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(即此時(shí)t=0).求:(1)將金屬框拉出的過程中產(chǎn)生的熱量Q;(2)線框的電阻R.解析:(1)由圖像可知,當(dāng)t=0時(shí)刻ab邊的受力最大,為F1=BIL=0.02 N則I= A=0.2 A線框勻速運(yùn)動(dòng),其ad邊受到的安培力為阻力,大小即為F1,由能量守 恒得Q=W安=F1L=0.020.1 J=2.010-3 J.(2)根據(jù)焦耳定律,有Q=I2Rt則R= =1.0 .答案:(1)2.010-3 J(2)1.0 14.導(dǎo)學(xué)號(hào) (2018南通模擬)如圖所示,兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L(zhǎng),一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個(gè)