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1、2012屆高考一輪物理復(fù)習(xí)(人教版)課時(shí)訓(xùn)練
第九章 電磁感應(yīng)
第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流
一、選擇題(本題共9題,共63分)
1.下列關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢大小的說法中,正確的是( )
A.線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大
B.線圈中磁通量越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大
C.線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的地方,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大
D.線圈中磁通量變化越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大
解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律E=n知,感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的變化率成正比,與磁
通量的大小、磁通量的變化和磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān),故只有D項(xiàng)正確.
答案:D
2.
圖9-2
2、-17
如圖9-2-17所示,E為電池,L是電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足
夠大的線圈,D1、D2是兩個(gè)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(gè)電路,下列說法正確的是( )
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(dá)到穩(wěn)定,D1熄滅,D2比原來更亮
D.閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定,再將S斷開瞬間,D2立即熄滅,
D1閃亮一下再熄滅
解析:由于線圈的電阻可忽略不計(jì)、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,線圈中的電流為零,所以通過D1、D2的電流大小相等,
3、A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)
誤.閉合開關(guān)S待電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)線圈短路,D1中電流為零,回路電阻減小,D2比原來
更亮,C項(xiàng)正確.閉合開關(guān)S待電路達(dá)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,故A、C、D三項(xiàng)正確.
答案:ACD
3.
圖9-2-18
在勻強(qiáng)磁場中,有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路,如圖9-2-18
所示,已知C=30μF,L1=5cm,L2=8cm,磁場以5×10-2T/s的
速率增加,則( )
A.電容器上極板帶正電,帶電荷量為6×10-5C
B.電容器上極板帶負(fù)電,帶電荷量為6×10-5C
C.電容器上極板帶正電,帶電荷量為6
4、×10-9C
D.電容器上極板帶負(fù)電,帶電荷量為6×10-9C
解析:電容器兩極板間的電勢差U等于感應(yīng)電動(dòng)勢E,由法拉第電磁感應(yīng)定律,可得E
=·L1L2=2×10-4V,電容器的帶電荷量Q=CU=CE=6×10-9C,再由楞次定律可知
上極板的電勢高,帶正電,C項(xiàng)正確.
答案:C
4.
圖9-2-19
如圖9-2-19所示,用一根橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)半徑
為r的圓環(huán),把圓環(huán)部分置于均勻變化的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂
直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率=k(k>0),ab為
圓環(huán)的一條直徑,導(dǎo)線的電阻率為ρ.則( )
A.圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
5、B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢
C.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為
D.圖中ab兩點(diǎn)間的電壓大小為kπr2
解析:由于左環(huán)是斷路,所以磁鐵插向左環(huán)時(shí),不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,也就沒有“來
拒去留”的現(xiàn)象.所以橫桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),A、C、D錯(cuò),B正確.
答案:B
5.
圖9-2-20
一空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B,兩條電阻不計(jì)的平行光
滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場內(nèi),如圖9-2-20所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B
=0.5T,導(dǎo)體棒ab、cd長度均為0.2m,電阻均為0.1Ω,重力
均為0.1N,現(xiàn)用力向上拉動(dòng)導(dǎo)體棒ab,使之勻速上升(導(dǎo)體棒
ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好),此時(shí)cd靜止不動(dòng),則ab上升時(shí),下
6、列說法正確的是( )
A.a(chǎn)b受到的拉力大小為2N
B.a(chǎn)b向上運(yùn)動(dòng)的速度為2m/s
C.在2s內(nèi),拉力做功,有0.4J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D.在2s內(nèi),拉力做功為0.6J
解析:對導(dǎo)體棒cd分析:mg=BIl=,得v=2m/s,故B選項(xiàng)正確;對導(dǎo)體棒ab
分析:F=mg+BIl=0.2N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在2s內(nèi)拉力做功轉(zhuǎn)化的電能等于克服安培力
做的功,即W=F安vt=0.4J,選項(xiàng)C正確;在2s內(nèi)拉力做的功為Fvt=0.8J,選項(xiàng)D
錯(cuò)誤.
答案:BC
6.如圖9-2-21甲所示,一個(gè)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,
7、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(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖9-2
-21乙所示位置.在這一過程中,導(dǎo)線中通過的電荷量是( )
圖9-2-21
A.B.C.D.0
解析: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:Q=;而ΔΦ=B×cos
45°-=BScos45°=BS,故答案選A.
答案:A
7.
圖9-2-22
(2010·山東理綜,21)如圖9-2-22所示,空間存在兩個(gè)磁場,
磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相反且垂直紙面,MN、PQ為其邊
界,OO′為其對稱軸.一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形
8、閉合回路
abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于
OO′對稱的位置時(shí)( )
A.穿過回路的磁通量為零
B.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0
C.回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
解析:由于兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,且回路此時(shí)關(guān)于OO′對稱,因
而此時(shí)穿過回路的磁通量為零,A項(xiàng)正確;ab、cd均切割磁感線,相當(dāng)于兩個(gè)電源,由
右手定則知,回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,兩電源串聯(lián),感應(yīng)電動(dòng)勢為2Blv0,B項(xiàng)正
確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由左手定則知ab、cd所受安培力方向均向左,D項(xiàng)正確.
答案:ABD
圖9
9、-2-23
8.如圖9-2-23是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻
可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,圖中兩個(gè)電
阻的阻值均為R,L是一個(gè)自感系數(shù)足夠大的自感線
圈,其直流電阻值也為R.圖9-2-24是某同學(xué)畫出的在
t0時(shí)刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時(shí)間變化
圖象.關(guān)于這些圖象,下列說法中正確的是( )
圖9-2-24
A.圖甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況
B.圖乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時(shí)間變化的情況
C.圖丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況
D.圖丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)?/p>
10、斷開,通過傳感器2的電流隨時(shí)間變化的情況
解析: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)榱悖?
答案:BC
9.
圖9-2-25
一個(gè)閉合回路由兩部分組成,如圖9-2-25所示,右側(cè)是電
阻為r的圓形導(dǎo)線,置于豎直方向均勻變化的磁場B1中;左
側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導(dǎo)軌,寬度為d,其電阻不計(jì).磁
感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,且只分布在左
側(cè),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒此時(shí)
11、恰好能靜止在導(dǎo)軌
上,分析下述判斷不正確的有( )
A.圓形線圈中的磁場,可以向上均勻增強(qiáng),也可以向下均
勻減弱
B.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為mgsinθ
C.回路中的感應(yīng)電流為
D.圓形導(dǎo)線中的電熱功率為(r+R)
解析:導(dǎo)體棒此時(shí)恰好能靜止在導(dǎo)軌上,依據(jù)平衡條件知導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為
mgsinθ,方向沿斜面向上,由左手定則判定電流方向?yàn)閎→a,再由楞次定律判定A、B
正確;回路中的感應(yīng)電流為I=F/B2d=,C正確;由焦耳定律得圓形導(dǎo)線中的電
熱功率為Pr=r,D錯(cuò).
答案:D
二、非選擇題(本題共3小題,共37分)
10.如圖9-2-26所示,金
12、屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上,在ef右側(cè)存在有界
勻強(qiáng)磁場B,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很
小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi).當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場
左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)后,圓環(huán)L有________(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢,
圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流________(填“變大”“變小”或“不變”).
圖9-2-26
解析:由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng),則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的
感應(yīng)電流,則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場,隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng),圓環(huán)的
磁通量將增大,依據(jù)楞次定律
13、可知,圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)磁通量的增大;
又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小,單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小,所以在圓環(huán)
中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小.
答案:收縮變小
11.
圖9-2-27
如圖9-2-27所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面
內(nèi),間距為l,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻
為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上.在桿的右方距桿為d處
有一個(gè)勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)
度為B.對桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力,使
桿從靜止開始運(yùn)動(dòng),已知桿到達(dá)磁場區(qū)域時(shí)速度為v,之后
進(jìn)入磁場恰好做勻速運(yùn)動(dòng).不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,假定導(dǎo)軌
14、與桿之間存在恒定的阻力.求:
(1)導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小f;
(2)桿ab中通過的電流及其方向;
(3)導(dǎo)軌左端所接電阻R的阻值.
解析:(1)桿進(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動(dòng),有
F-f=ma①
v2=2ad②
解得導(dǎo)軌對桿的阻力f=F-.③
(2)桿進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動(dòng),有F=f+FA④
桿ab所受的安培力
FA=IBl⑤
解得桿ab中通過的電流I=⑥
桿中的電流方向自a流向b⑦
(3)桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv⑧
桿中的感應(yīng)電流I=⑨
解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值R=-r⑩
答案:(1)F- (2),方向自a流向b
(3)-r
12.如圖9-2-28所示,
15、平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L=1m,上端接有電阻R1
=3Ω,下端接有電阻R2=6Ω,虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將
質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab,從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放,桿下
落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖9
-2-29所示.求:
圖9-2-28圖9-2-29
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2)桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q.
解析:(1)由圖象知,桿自由下落距離是0.05m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,
則桿進(jìn)入磁場時(shí)的速度v==1m/s①
由圖象知,桿進(jìn)入磁場時(shí)加速度a=-g=-10m/s2②
由牛頓第二定律得mg-F安=ma③
回路中的電動(dòng)勢E=BLv④
桿中的電流I=⑤
R并=⑥
F安=BIL=⑦
解得B==2T⑧
(2)桿在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢=⑨
桿中的平均電流=⑩
通過桿的電荷量Q=·Δt?
通過R2的電荷量q=Q=0.05C?
答案:(1)2T (2)0.05C
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