2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案 自主學(xué)習(xí) 一． 考綱解讀 1. 理解計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)公式E=BLv和 的區(qū)別和聯(lián)系. 2. 理解自感、渦流的產(chǎn)生,并能分析實(shí)際應(yīng)用. 二．雙基回扣 1.穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間段是（ ） A．0～2s　　　?? B．2～4s　　　??? C．4～6s　　　?? D．6～10s 2.如圖 所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒 ab 以水平初速度 v0 拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)

2、生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將 （ ） A、越來(lái)越大 B、越來(lái)越小 C、保持不變 D、無(wú)法確定 3.如圖所示,L是自感系數(shù)很大的線圈,但其電阻幾乎為零,A和B是兩只相同的小燈泡.下列說(shuō)法中正確的有(　　 ） A. 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,A、B兩燈同時(shí)亮,最后B燈熄滅 B. 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,A、B兩燈同時(shí)熄滅 C. 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低 D. 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,流經(jīng)燈泡B的電流是由a到b 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué) 要點(diǎn)一：對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 例1.如圖所示,一正

3、方形線圈的匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中.在Δt時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B.在此過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(　　) A. 　　　　　　　B. C. D. 小結(jié)： 甲 乙 練習(xí)1.如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈面積S=200 cm2,線圈的電阻r=1 Ω,線圈外接一個(gè)阻值R=4 Ω的電阻,把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A. 線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? B. 電阻R兩端的電

4、壓隨時(shí)間均勻增大 C. 線圈電阻r消耗的功率為4×10-4 W D. 前4 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為4×10-4 C 例2.如圖所示,一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng),直徑CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A. 感應(yīng)電流方向發(fā)生改變 B. CD段直線始終不受安培力 C. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E=Bav D. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值=πBav 小結(jié)： 練習(xí)2.半徑為a、右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿,單位長(zhǎng)度電阻均為R0.

5、圓環(huán)水平固定放置,整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開(kāi)始,桿的位置由θ確定,如圖所示.則(　　) A. θ=0°時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2Bav B. θ=時(shí),桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bav C. θ=0°時(shí),桿受到的安培力大小為 D. θ=時(shí),桿受到的安培力大小為 要點(diǎn)二：電磁感應(yīng)中有關(guān)電荷量的計(jì)算 例3.如圖所示,相距L=0.4m、電阻不計(jì)的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值R=0.15Ω的電阻相連,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面.質(zhì)量

6、m=0.1kg、電阻r=0.05Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.t=0時(shí)起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿導(dǎo)軌向右勻加速運(yùn)動(dòng).求: (1) t=1s時(shí)回路中的電流大小. (2) t=1s時(shí)外力F的大小. (3) 第1s內(nèi)通過(guò)棒的電荷量. 小結(jié)： 練習(xí)3.如圖所示,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,v1=2v2,在先后兩種情況下(　　) A. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=2∶1 B. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2=1∶2 C. 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2=4∶1 D. 通過(guò)線圈某截面的電荷量之

7、比q1∶q2=1∶1 練習(xí)4.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直.已知線圈的匝數(shù)N=100,邊長(zhǎng)ab=1.0m、bc=0.5m,電阻r=2Ω. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B在01s內(nèi)從零均勻變化到0.2T. 在15s內(nèi)從0.2T均勻變化到-0.2T,取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向.求: (1) 0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向. (2) 在15s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q. 要點(diǎn)三：自感和渦流 例4.如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的直流電阻可以忽略，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后一樣

8、亮 B．合上開(kāi)關(guān)S接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮 C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)，A2立刻熄滅，A1過(guò)一會(huì)熄滅 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S切斷電路時(shí)，A1和A2都要過(guò)一會(huì)兒才熄滅 小結(jié)：通電自感原因 斷電自感愿因 練習(xí)5.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,其內(nèi)阻不可忽略,L1、L2是完全相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計(jì),電容器的電容為C.合上開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后(　　) A. 電容器所帶電荷量為CE B. 燈泡L1、L2的亮度相同 C. 在斷開(kāi)S的瞬間,通過(guò)燈泡L1的電流方向向右 D. 在斷開(kāi)S的瞬間,燈泡L2立即熄滅 甲 乙 練習(xí)6.圖甲、乙兩個(gè)電路中

9、,A、B是兩個(gè)完全相同的電燈泡,兩個(gè)電源電動(dòng)勢(shì)相等,內(nèi)阻都是r,C為電容器,L為電感線圈,電阻是RL,RL小于燈泡電阻R.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A. 閉合開(kāi)關(guān),A先亮后熄滅 B. 閉合開(kāi)關(guān),電路穩(wěn)定后A比B亮 C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),A中電流立即為零 D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),B先變亮后再熄滅 小結(jié)： 例5.如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯.現(xiàn)接通交流電源,過(guò)了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來(lái).若要縮短上述加熱時(shí)間,下列措施可行的是(　　） A. 增加線圈的匝數(shù) B. 提高交流電源的頻率 C. 將金屬杯換為瓷杯 D. 取走線圈中的鐵芯 小結(jié)：渦流 鞏固

10、與提升： 1. 金屬探測(cè)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢場(chǎng)所,關(guān)于金屬探測(cè)器,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A. 金屬探測(cè)器可用于食品生產(chǎn),防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分? B. 金屬探測(cè)器探測(cè)地雷時(shí),探測(cè)器的線圈中產(chǎn)生渦流 C. 金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí),被測(cè)金屬中感應(yīng)出渦流 D. 探測(cè)過(guò)程中金屬探測(cè)器與被測(cè)物體相對(duì)靜止與相對(duì)運(yùn)動(dòng)探測(cè)效果相同 2. 如圖所示,L是一帶鐵芯的理想電感線圈,其直流電阻為零,電路中A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡,與A燈泡串聯(lián)接一個(gè)理想二極管D,則(　　) A. 開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,A燈泡先亮 B. 開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,A、B燈泡同時(shí)亮 C. 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,A燈泡逐漸熄滅,B

11、燈泡立即熄滅 D. 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,B燈泡逐漸熄滅,A燈泡立即熄滅 3.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng),MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為 (　　) A. c→a,2∶1 B. a→c,2∶1 C. a→c,1∶2 D. c→a,1∶2 4. 鋪設(shè)海底金屬油氣管道時(shí),焊接管道需要先用感應(yīng)加熱的方法對(duì)焊口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱.將被加熱管道置于感應(yīng)線圈中,當(dāng)感應(yīng)線圈中通以電流時(shí)管道發(fā)熱.下列說(shuō)

12、法中正確的是(　　) A. 管道發(fā)熱是由于線圈中的電流直接流經(jīng)管道引起的 B. 感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱加熱管道的 C. 感應(yīng)線圈中通以恒定電流時(shí)也能在管道中產(chǎn)生電流 D. 感應(yīng)線圈中通以正弦交變電流在管道中產(chǎn)生的渦流也是交變電流 5. 如圖所示,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線間的距離為l.金屬圓環(huán)的直徑也是l.圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A. 感應(yīng)電流先增大后減小再增大再減小 B. 感應(yīng)電流先逆時(shí)針后順時(shí)針 C. 金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右 D. 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電

13、動(dòng)勢(shì)平均值E=πBlv 6.低頻電渦流傳感器可用來(lái)測(cè)量自動(dòng)化生產(chǎn)線上金屬板的厚度.如圖所示,在線圈L1中通以低頻交變電流,它周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng),其正下方有一個(gè)與電表連接的線圈L2,金屬板置于L1、L2之間.當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)透過(guò)金屬板,L2中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.由于金屬板厚度不同,吸收電磁能量強(qiáng)弱不同,導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強(qiáng)弱不同.則 (　　) A. 金屬板吸收電磁能量,是由于穿過(guò)金屬板的磁場(chǎng)發(fā)生變化,板中產(chǎn)生渦流 B. 金屬板越厚,渦流越弱 C. L2中產(chǎn)生的是直流電 D. L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的交變電流 7.如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水

14、平面成θ=30°角放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌上端M與P間連接R=0.30Ω的電阻,長(zhǎng)L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上.現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始下滑,其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如下表所示,導(dǎo)軌電阻不計(jì),取g=10m/s2.求: 時(shí)間t(s) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 下滑距離x(m) 0 0.02 0.08 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 (1) 在0~0.4s時(shí)間內(nèi),通過(guò)金屬棒ab截面的電荷量. (2) 金屬棒的質(zhì)量. (3) 在00.7s時(shí)間內(nèi),金屬棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱.