2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感作業(yè) 新人教版

2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感作業(yè) 新人教版課時(shí)作業(yè)單獨(dú)成冊(cè)方便使用基礎(chǔ)題組一、單項(xiàng)選擇題1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于，與磁通量的大小無(wú)直接關(guān)系，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯(cuò)誤答案：C2.A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rArB21，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面，如圖所示在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A兩導(dǎo)線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等BA環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于B環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為14D流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為11解析：某一時(shí)刻穿過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的磁通量均為穿過(guò)磁場(chǎng)所在區(qū)域面積上的磁通量，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的面積為S，則BS，由ES(S為磁場(chǎng)區(qū)域面積)，對(duì)A、B兩導(dǎo)線環(huán)，有1，所以A正確，B錯(cuò)誤；I，R(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l2r，所以，C、D錯(cuò)誤答案：A3.如圖為無(wú)線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差ab()A恒為B從0均勻變化到C恒為D從0均勻變化到解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，Enn，由楞次定律可以判斷a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，所以a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為n，C項(xiàng)正確答案：C4.(2018·貴州七校聯(lián)考)如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一定值電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v(如圖)做勻速運(yùn)動(dòng)令U表示MN兩端電壓的大小，則()AUBlv，流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由b到dBUBlv，流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由d到bCUBlv，流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由b到dDUBlv，流過(guò)定值電阻R的感應(yīng)電流由d到b解析：由右手定則可知，通過(guò)MN的電流方向?yàn)镹M，電路閉合，流過(guò)電阻R的電流方向由b到d，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，導(dǎo)體桿為等效電源，其電阻為等效電源內(nèi)電阻，由閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可知，UIR·RBlv，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A5.如圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻忽略不計(jì)當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AA比B先亮，然后A熄滅BB比A先亮，然后B逐漸變暗，A逐漸變亮CA、B一齊亮，然后A熄滅DA、B一齊亮，然后A逐漸變亮，B的亮度不變解析：開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，線圈由于自感阻礙電流通過(guò)，相當(dāng)于斷路，B燈先亮，之后線圈阻礙作用減弱，相當(dāng)于電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，B燈所在支路電流減小，B燈變暗，A燈所在支路電流增大，A燈變亮答案：B二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大C當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大D當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變解析：線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES，設(shè)線框的電阻為R，則線框中的電流I·，B增大或減小時(shí)，可能減小，也可能增大，也可能不變線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率有關(guān)，和磁通量的變化量無(wú)關(guān)故選項(xiàng)A、D正確答案：AD7.(2016·高考全國(guó)卷)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅軸接觸圓盤(pán)處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是()A若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)C若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍解析：由右手定則知，圓盤(pán)按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBl2知，角速度恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，電流大小恒定，選項(xiàng)A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由PI2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AB8.如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長(zhǎng)la3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則()A兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流Ba、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為91Ca、b線圈中感應(yīng)電流之比為34Da、b線圈中電功率之比為271解析：由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，則根據(jù)楞次定律知兩線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向皆沿逆時(shí)針?lè)较?，則A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ENNS，而磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，即恒定，則a、b線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9，故B項(xiàng)正確；根據(jù)電阻定律R，且L4Nl，則3，由閉合電路歐姆定律I得，a、b線圈中的感應(yīng)電流之比為·3，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由功率公式PI2R知，a、b線圈中的電功率之比為·27，故D項(xiàng)正確答案：BD能力題組一、選擇題9.(2018·四川樂(lè)山高三質(zhì)檢)如圖，電燈的燈絲電阻為2 ，電池電動(dòng)勢(shì)為2 V，內(nèi)阻不計(jì)，線圈匝數(shù)足夠多，其直流電阻為3 .先合上電鍵K，過(guò)一段時(shí)間突然斷開(kāi)K，則下列說(shuō)法中正確的是()A電燈立即變暗再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相同B電燈立即變暗再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相反C電燈會(huì)突然比原來(lái)亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相同D電燈會(huì)突然比原來(lái)亮一下再熄滅，且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相反解析：突然斷開(kāi)K，線圈將產(chǎn)生自感現(xiàn)象，且與電燈構(gòu)成一閉合回路，此時(shí)通過(guò)電燈的電流向上，與斷開(kāi)前的電流方向相反；因線圈直流電阻比電燈大，斷開(kāi)前通過(guò)線圈的電流小于通過(guò)電燈的電流，即電燈會(huì)突然比原來(lái)暗一下再熄滅，B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B10(2018·陜西渭南教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體線框abcd，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框的ab邊平行磁場(chǎng)邊界MN，線框以垂直于MN的速度勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1.現(xiàn)將線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則有()AQ2Q1，q2q1BQ22Q1，q22q1CQ22Q1，q2q1 DQ24Q1，q22q1解析：設(shè)ab長(zhǎng)為L(zhǎng)，ad長(zhǎng)為L(zhǎng)，則電動(dòng)勢(shì)EBLv，感應(yīng)電流I，產(chǎn)生的熱量QI2Rt·R·，與速度成正比，所以Q22Q1；通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量qt，三式聯(lián)立解得q，與速度無(wú)關(guān)，所以q1q2，選項(xiàng)C正確答案：C11.(多選)(2018·山東濰坊高三質(zhì)檢)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)度的電阻均為R0.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，桿的位置由確定，如圖所示，則()A0時(shí)，桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BavB時(shí)，桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BavC0時(shí)，桿受的安培力大小為D時(shí)，桿受的安培力大小為解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBlv，其中l(wèi)為有效長(zhǎng)度，當(dāng)0時(shí)，l2a，則E2Bav；當(dāng)時(shí)，la，則EBav，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力大小的計(jì)算公式可得FBIl，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I，當(dāng)0時(shí)，l2a，E2Bav，rR(2)aR0，解得F；當(dāng)時(shí)，la，EBav，rR(1)aR0，解得F，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確答案：AD二、非選擇題12.小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖甲所示，等臂天平的左臂為掛盤(pán)，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長(zhǎng)L0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H0.3 m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤(pán)放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量(重力加速度g取10 m/s2)(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀相同的線圈，總電阻R10 ，不接外電流，兩臂平衡如圖乙所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤(pán)中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.解析：(1)線圈受到的安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)得N125.(2)由電磁感應(yīng)定律得EN2即EN2Ld由歐姆定律得I線圈受到的安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0·代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s.答案：(1)25(2)0.1 T/s13(2018·河南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，ab、cd為間距為l的光滑傾斜金屬導(dǎo)軌，與水平面的夾角為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，a、c間接有阻值為R的電阻，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)將一根阻值為r、長(zhǎng)度為l的金屬棒從軌道頂端由靜止釋放，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好已知當(dāng)金屬棒向下滑行距離x到達(dá)MN處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，重力加速度為g.求：(1)金屬棒下滑到MN的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量；(2)金屬棒的穩(wěn)定速度的大小解析：(1)金屬棒下滑到MN的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為En根據(jù)歐姆定律，電路中的平均電流為I則qIt.(2)穩(wěn)定時(shí)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EB0lvcos 電路中產(chǎn)生的電流為I金屬棒受的安培力為FB0Il穩(wěn)定時(shí)金屬棒的加速度為零，則mgsin Fcos 0聯(lián)立解得穩(wěn)定時(shí)金屬棒的速度v.答案：見(jiàn)解析