2022年高考物理一輪總復習 9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象隨堂集訓

《2022年高考物理一輪總復習 9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象隨堂集訓》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高考物理一輪總復習 9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象隨堂集訓（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022年高考物理一輪總復習 9.2法拉第電磁感應定律 自感現(xiàn)象隨堂集訓 考向一　 C. t＝1 s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 N D. t＝3 s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2 N 解析：據(jù)已知B＝(0.4－0.2t) T可知t＝1 s時，正方向的磁場在減弱，由楞次定律可判定電流方向為由C到D，A項正確。同理可判定B項錯誤。t＝1 s時感應電動勢E＝＝·S·sin30°＝0.1 V，I＝E/R＝1 A，安培力F安＝BIL＝0.2 N，對桿受力分析如圖。 對擋板P的壓力大小為F″N＝F′N＝F安cos60°＝0.1 N，C項正確。同理可得t＝3 s時對擋板H

2、的壓力大小為0.1 N，D項錯誤。 答案：AC 2. [xx·課標全國卷]如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產生感應電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為(　　) A. 　　　　　　　 B. C. D. 解析：線框轉動過程中，等效于長度為半徑R的導體棒繞O點轉動切割磁感線，＝·ω，其產生的感應電

3、動勢E＝B0·R·＝；線框靜止不動時，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知導線框產生的感應電動勢為E′＝·。根據(jù)題意有E＝E′，可得＝，選項C正確。 答案：C 3. [xx·課標全國卷Ⅱ]半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內，一長為r、質量為m且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向豎直向下。在內圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)。直導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸。設導體棒與導軌之間的動摩

4、擦因數(shù)為μ，導體棒和導軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求： (1)通過電阻R的感應電流的方向和大小； (2)外力的功率。 解析：(1)方法一：在Δt時間內，導體棒掃過的面積為 ΔS＝ωΔt[(2r)2－r2]① 根據(jù)法拉第電磁感應定律，導體棒上感應電動勢的大小為 ε＝② 根據(jù)右手定則，感應電流的方向是從B端流向A端。因此，通過電阻R的感應電流的方向是從C端流向D端。由歐姆定律可知，通過電阻R的感應電流的大小I滿足 I＝③ 聯(lián)立①②③式得 I＝④ 方法二：ε＝Br ＝Br＝Br2ω I＝＝ 由右手定則判得通過R的感應電流從C→D 方法三：取Δt＝T ε＝＝＝B

5、r2ω I＝＝ 由右手定則判得通過R的感應電流從C→D (2)方法一：在豎直方向有 mg－2N＝0⑤ 式中，由于質量分布均勻，內、外圓導軌對導體棒的正壓力大小相等，其值為N。兩導軌對運行的導體棒的滑動摩擦力均為 f＝μN⑥ 在Δt時間內，導體棒在內、外圓導軌上掃過的弧長分別為 l1＝rωΔt⑦ 和 l2＝2rωΔt⑧ 克服摩擦力做的總功為 Wf＝f(l1＋l2)⑨ 在Δt時間內，消耗在電阻R上的功為 WR＝I2RΔt⑩ 根據(jù)能量轉化和守恒定律知，外力在Δt時間內做的功為 W＝Wf＋WR? 外力的功率為 P＝? 由④至?式得 P＝μmgωr＋? 方法二：

6、由能量守恒 P＝PR＋Pf 在豎直方向2N＝mg，則N＝mg，得f＝μN＝μmg Pf＝μmgωr＋μmg·ω·2r＝μmgωr PR＝I2R＝ 所以P＝μmgωr＋ 答案：(1)　方向：由C端到D端 (2)μmgωr＋ 考向二　 4. [xx·江蘇高考](多選)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，過了幾分鐘，杯內的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有(　　) 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 解析：該裝置的工作原理是，線圈內變化的電流產生變化的磁場，從而使

7、金屬杯體內產生渦流，再把電能轉化為內能，使杯內的水發(fā)熱。交流電源的頻率一定時，線圈產生的磁場越強，杯體內磁通量變化就越快，產生的渦流就越大，增加線圈的匝數(shù)會使線圈產生的磁場增強，而取走線圈中的鐵芯會使線圈產生的磁場減弱，故A對、D錯。交流電源的頻率增大，杯體內磁通量變化加快，產生的渦流增大，故B正確。瓷為絕緣材料，不能產生渦流，故C錯。 答案：AB 考向三　 5. [xx·四川高考](多選)如圖所示，邊長為L、不可形變的正方形導線框內有半徑為r的圓形磁場區(qū)域，其磁感應強度B隨時間t的變化關系為B＝kt(常量k>0)。回路中滑動變阻器R的最大阻值為R0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定

8、值電阻R1＝R0、R2＝。閉合開關S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側導體的感應電動勢，則(　　) A. R2兩端的電壓為 B. 電容器的a極板帶正電 C. 滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍 D. 正方形導線框中的感應電動勢為kL2 解析：由法拉第電磁感應定律E＝n＝nS有E＝kπr2，D錯誤；因k>0，由楞次定律知線框內感應電流沿逆時針方向，故電容器b極板帶正電，B錯誤；由題圖知外電路結構為R2與R的右半部并聯(lián)，再與R的左半部、R1相串聯(lián)，故R2兩端電壓U2＝U＝，A正確；設R2消耗的功率為P＝IU2，則R消耗的功率P′＝2I×2U2＋IU2＝5P，故C正確。 答案：

9、AC 6. [xx·浙江高考]某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R＝0.1 m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸上。轉軸的左端有一個半徑為r＝R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動。圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m＝0.5 kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5 T。a點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h＝0.3 m時，測得U＝0.15 V。(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導

10、線及電刷的電阻均不計，重力加速度g＝10 m/s2) (1)測U時，與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？ (2)求此時鋁塊的速度大?。? (3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失。 解析：(1)由右手定則知，金屬棒產生的感應電動勢的方向由O→A，故A端電勢高于O端電勢，與a點相接的是電壓表的“正極”。 (2)由電磁感應定律得 U＝E＝ ΔΦ＝BR2Δθ U＝BωR2 v＝rω＝ωR 所以v＝＝2 m/s (3)ΔE＝mgh－mv2 ΔE＝0.5 J 答案：(1)正極　(2)2 m/s　(3)0.5 J 【模擬題組——提考能】 1. [xx·長沙模擬

11、]如圖所示，閉合導線框的質量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場。若第一次用0.3 s時間拉出，外力所做的功為W1，通過導線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時間拉出，外力所做的功為W2，通過導線截面的電荷量為q2，則(　　) A. W1W2，q1＝q2 D. W1>W2，q1>q2 解析：設線框長為L1，寬為L2，第一次拉出速度為v1，第二次拉出速度為v2，則v1＝3v2。勻速拉出磁場時，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1＝F1·L1＝BI1L2L1＝，同理W2＝，故W1>W2，又由于兩次

12、拉出線框的過程中，磁通量的變化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q＝得q1＝q2，選項C正確。 答案：C 2. [xx·廣東肇慶一模]如圖所示，水平放置的平行金屬導軌MN和PQ之間接有定值電阻R，導體棒ab長為L且與導軌接觸良好，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)使導體棒ab勻速向右運動，下列說法正確的是(　　) A. 導體棒ab兩端的感應電動勢越來越小 B. 導體棒ab中的感應電流方向是a→b C. 導體棒ab所受安培力方向水平向右 D. 導體棒ab所受合力做功為零 解析：ab棒切割磁感線產生的感應電動勢的大小E＝BLv，由于棒勻速運動，v不變，又因為B、L不變，所以棒ab產生

13、的感應電動勢不變，A錯誤；根據(jù)右手定則可知，ab棒中的電流方向從b到a，B錯誤；根據(jù)左手定則判斷知，棒ab所受安培力方向向左，C錯誤；棒ab做勻速運動，動能不變，根據(jù)動能定理可知合力做功為零，D正確。 答案：D 3. [xx·河北石家莊一模]如圖所示的電路中，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻與燈泡電阻相同。下列說法正確的是(　　) A. 閉合開關S，A燈逐漸變亮 B. 電路接通穩(wěn)定后，流過B燈的電流是流過C燈電流的 C. 電路接通穩(wěn)定后，斷開開關S，C燈立即熄滅 D. 電路接通穩(wěn)定后，斷開開關S，A、B、C燈過一會兒才熄滅，且A燈亮度比B、C燈亮度高 解析：電路中A燈與線圈并聯(lián)后與B燈串聯(lián)，再與C燈并聯(lián)。S閉合時，線圈的自感系數(shù)較大，自感電動勢很大，故三個燈同時立即發(fā)光，由于線圈的電阻與燈泡電阻相同，電路穩(wěn)定后，流過A燈的電流是流過C燈電流的，A燈逐漸變暗，故A、B錯誤。電路接通穩(wěn)定后，斷開開關S，由于線圈中電流減小，產生自感電動勢，阻礙電流的減小，線圈中電流不會立即消失，這個自感線圈與A、B、C三燈構成閉合回路，三燈都要過一會兒再熄滅。由于B、C串聯(lián)后同A并聯(lián)，流過A燈的電流大于流過B、C兩燈的電流，故A燈比B、C兩燈的亮度高，所以D正確，C錯誤。 答案：D