2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 9.2法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象限時規(guī)范特訓(xùn).doc
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2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 9.2法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象限時規(guī)范特訓(xùn)一、選擇題(本題共12小題,每小題6分,共72分)1. 如圖所示,垂直于紙面向外的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x軸按BB0kx(B0、k為常數(shù))的規(guī)律均勻增大。位于紙面內(nèi)邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd處于磁場中,在外力作用下始終保持dc邊與x軸平行向右勻速運動。規(guī)定電流沿abcda的方向為正方向,在0t1時間內(nèi),下列關(guān)于該導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電流i隨時間t變化的圖象正確的是()解析:由題意可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0kxB0kvt,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得,電動勢EkvL2,根據(jù)歐姆定律可得,感應(yīng)電流i,根據(jù)楞次定律可判斷電流的方向沿abcda,故A項正確。答案:A2. (多選)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,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,直徑CD始終與MN垂直。從D點到達(dá)邊界開始到C點進(jìn)入磁場為止,下列結(jié)論正確的是()A. 感應(yīng)電流方向不變B. CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C. 感應(yīng)電動勢最大值EmBavD. 感應(yīng)電動勢平均值Bav解析:閉合回路進(jìn)入磁場過程中,磁通量始終增加。感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向,A對。CD段的電流方向由DC,安培力的方向垂直CD沿紙面向下,B錯。最大有效切割長度為a,感應(yīng)電動勢的最大值EmBav,C對。BSB,t,Bav,D對。答案:ACD3. 如圖甲所示,n50匝的圓形線圈M,它的兩端點a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連,線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示,則a、b兩點的電勢高低與電壓表的讀數(shù)為()A. ab,20 VB. ab,10 VC. ab,20 V D. ab;En50 V10 V,因而電壓表的讀數(shù)為10 V,電壓表測量的是電源的電動勢,即感應(yīng)電動勢。故B正確。答案:B4. (多選)如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略。下列說法中正確的是()A. 合上開關(guān)K接通電路時,A2先亮,A1后亮,最后一樣亮B. 合上開關(guān)K接通電路時,A1和A2始終一樣亮C. 斷開開關(guān)K切斷電路時,A2立刻熄滅,A1過一會兒才熄滅D. 斷開開關(guān)K切斷電路時,A1和A2都要過一會兒才熄滅解析:合上開關(guān),A2立刻就亮了,受自感作用,A1燈逐漸變亮,兩燈相同,線圈電阻忽略,穩(wěn)定后流過兩燈的電流相同,斷開開關(guān)時,兩燈和線圈組成閉合回路,線圈的自感作用使電流從原來的值逐漸減小,兩燈均慢慢熄滅。答案:AD5. 如圖所示,正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框平面垂直,線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊。若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出,第二次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90,兩次操作過程中,線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢相等,則()A. v1v22 B. v1v22C. v1v212 D. v1v221解析:第一次勻速拉出時平均感應(yīng)電動勢EBlv1,第二次勻速轉(zhuǎn)動90時,所用時間t,平均感應(yīng)電動勢E,因此v1v2,選A。答案:A6. xx杭州質(zhì)檢(多選)如圖所示,垂直紙面的勻強(qiáng)磁場分布在正方形虛線區(qū)域內(nèi),電阻均勻的正方形導(dǎo)線框abcd位于虛線區(qū)域的中央,兩正方形共面且四邊相互平行。現(xiàn)將導(dǎo)線框先后朝圖示兩個方向以v、3v速度分別勻速拉出磁場,拉出時保持線框不離開紙面且速度垂直線框。比較兩次移出磁場的過程中,以下說法正確的是()A. 導(dǎo)線框ab邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反B. 導(dǎo)線框cd邊兩端電勢差的大小相同C. 通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量相同D. 導(dǎo)線框中產(chǎn)生的焦耳熱相同解析:因?qū)Ь€框移出磁場的過程中,穿過導(dǎo)線框的磁通量減少,由楞次定律知兩次移出磁場的過程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的電流方向相同,則選項A錯誤;設(shè)導(dǎo)線框邊長為L,總電阻為R,則ab邊向上移出磁場時,cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1BLv,導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流I1,cd邊兩端電勢差U1I1RBLv;bc邊向右移出磁場時,ad邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E23BLv,導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流I2,cd邊兩端電勢差U2I2RBLv,則選項B正確;通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量qItt,q與v無關(guān),選項C正確;兩次導(dǎo)線框中產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q1IRt1()2R、Q2IRt2()2R3Q1,選項D錯誤。答案:BC7. (多選)如圖所示,一個正方形導(dǎo)線框,以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界無限大的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里,MN與水平線的夾角為45,下列有關(guān)說法正確的是()A. 導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向始終為順時針B. 導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向始終為逆時針C. 導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的大小先增大后減小D. 導(dǎo)線框在完全進(jìn)入時,線框中的感應(yīng)電流最大解析:導(dǎo)線框勻速進(jìn)入磁場,線框內(nèi)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知,導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,再根據(jù)安培定則可判斷出,感應(yīng)電流方向為逆時針,A項錯誤,B項正確;在導(dǎo)線框以與MN平行的對角線進(jìn)入磁場之前,切割磁感線的等效長度L逐漸增大,隨后切割磁感線的等效長度L逐漸減小,根據(jù)EBLv和I可知,導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的大小先增大后減小,C項正確;導(dǎo)線框以與MN平行的對角線進(jìn)入磁場時,切割磁感線的等效長度L最大,線框中的感應(yīng)電流最大,D項錯誤。答案:BC8. (多選)如圖所示,正方形金屬線圈abcd平放在粗糙水平傳送帶上,被電動機(jī)帶動一起以速度v勻速運動,線圈邊長為L,電阻為R,質(zhì)量為m,有一邊界長度為2L的正方形磁場垂直于傳送帶,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈穿過磁場區(qū)域的過程中速度不變,下列說法中正確的是()A. 線圈穿出磁場時感應(yīng)電流的方向沿abcdaB. 線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時受到水平向左的靜摩擦力,穿出區(qū)域時受到水平向右的靜摩擦力C. 線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中始終受到水平向右的靜摩擦力D. 線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中,電動機(jī)多消耗的電能為解析:正方形金屬線圈abcd穿出磁場區(qū)域時,磁通量減小,根據(jù)楞次定律,線圈中感應(yīng)電流的方向沿abcda,選項A正確;線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時,bc邊切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向是cb,受到的安培力水平向左,根據(jù)二力平衡可知,靜摩擦力向右,穿出區(qū)域時,ad邊切割磁感線,產(chǎn)生da方向的感應(yīng)電流,受到的安培力水平向左,根據(jù)二力平衡可知,線圈受到的靜摩擦力向右,選項B錯誤;線圈abcd全部在磁場中運動時,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈不受摩擦力作用,選項C錯誤;線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中,電動機(jī)多消耗的電能W2FL,選項D正確。答案:AD9. 如圖所示,水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈和,分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(為細(xì)導(dǎo)線)。兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落,再進(jìn)入磁場,最后落到地面。運動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈、落地時的速度大小分別為v1、v2,在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。不計空氣阻力,則()A. v1v2,Q1Q2B. v1v2,Q1Q2C. v1v2,Q1Q2 D. v1v2,Q1Q2解析:設(shè)線圈邊長為l,導(dǎo)線橫截面積為S,電阻率為,密度為0,在進(jìn)入磁場過程中某點速度為v,則aggv,而m0S4l,R,即mR160l2(定值),則a與線圈的橫截面積、線圈質(zhì)量無關(guān),由運動學(xué)知識可得v1v2;設(shè)磁場高度為H,線圈在進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生熱量,全過程由功能關(guān)系得Qmg(Hh)mv2,質(zhì)量大的線圈產(chǎn)生熱量多,即Q1Q2,選項D正確。答案:D10. (多選)如圖所示,電路中A和B是兩個完全相同的小燈泡,L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零的電感線圈,C是電容很大的電容器。當(dāng)S閉合與斷開時,對A、B的發(fā)光情況判斷正確的是()A. S閉合時,A立即亮,然后逐漸熄滅B. S閉合時,B立即亮,然后逐漸熄滅C. S閉合足夠長時間后,B發(fā)光而A不發(fā)光D. S閉合足夠長時間后再斷開,B立即熄滅而A逐漸熄滅解析:電容器的特性是“充電和放電”,在開始充電階段,相當(dāng)于阻值很小的電阻,放電階段相當(dāng)于電源。電感線圈的特性是“阻交流、通直流”,即電流不會突然變化,當(dāng)電流突然增大時,相當(dāng)于阻值很大的電阻,當(dāng)電流突然減小時,相當(dāng)于電源。因此,當(dāng)開關(guān)剛閉合時,電容器對電流的阻礙作用小,線圈對電流的阻礙作用大,C和B組成的電路分壓作用小,A、L組成的電路分壓作用大,B燈較暗,A燈較亮。當(dāng)開關(guān)閉合足夠長的時間后,電容器充電完成,線圈中電流為直流電,而其直流電阻很小,B燈較亮,A燈被短路,不發(fā)光;開關(guān)斷開瞬間,電容器和B組成的回路中,電容器放電,B燈逐漸變暗,A燈和線圈組成的回路中,線圈充當(dāng)電源,A燈先變亮再熄滅,故選項A、C正確。答案:AC11. (多選)如圖所示是圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖。銅盤安裝在水平的銅軸上,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,回路的總電阻為R,從左往右看,銅盤以角速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則()A. 由于穿過銅盤的磁通量不變,故回路中無感應(yīng)電流B. 回路中感應(yīng)電流大小不變,為C. 回路中感應(yīng)電流方向不變,為CDRCD. 回路中有周期性變化的感應(yīng)電流解析:把銅盤看作閉合回路的一部分,在銅盤以角速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動時,銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中有感應(yīng)電流,選項A錯誤;銅盤切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBL2,根據(jù)閉合電路歐姆定律,回路中感應(yīng)電流I,由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向為CDRC,選項B、C正確,D錯誤。答案:BC12. xx北京朝陽質(zhì)檢如圖所示,一剛性矩形銅制線圈從高處自由下落,進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后穿出磁場區(qū)域,則( )A. 若線圈進(jìn)入磁場過程是勻速運動,則離開磁場過程一定是勻速運動B. 若線圈進(jìn)入磁場過程是加速運動,則離開磁場過程一定是加速運動C. 若線圈進(jìn)入磁場過程是減速運動,則離開磁場過程一定是加速運動D. 若線圈進(jìn)入磁場過程是減速運動,則離開磁場過程一定是減速運動解析:若線圈進(jìn)入磁場過程是勻速運動,即mg,完全進(jìn)入磁場區(qū)域一定做加速運動,則離開磁場過程中受到安培力大于重力,一定是減速運動,A項錯誤;若線圈進(jìn)入磁場過程是加速運動,即mg,則離開磁場過程中可能是加速運動,也可能是減速運動,B項錯誤;若線圈進(jìn)入磁場過程是減速運動,即mg,則離開磁場過程一定是減速運動,C項錯誤,D項正確。答案:D二、非選擇題(本題共2小題,共28分)13. (14分)xx成都模擬磁場在xOy平面內(nèi)的分布如圖所示,其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0,方向垂直于xOy平面,相鄰磁場區(qū)域的磁場方向相反,每個同向磁場區(qū)域的寬度均為L0,整個磁場以速度v沿x軸正方向勻速運動。若在磁場所在區(qū)間內(nèi)放置一由n匝線圈組成的矩形線框abcd,線框的bcLB、abL,LB略大于L0,總電阻為R,線框始終保持靜止。求:(1)線框中產(chǎn)生的總電動勢大小和導(dǎo)線中的電流大??;(2)線框所受安培力的大小和方向。解析:(1)線框相對于磁場向左做切割磁感線的勻速運動,切割磁感線的速度大小為v,任意時刻線框ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E1nB0Lv,cd邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E2nB0Lv,ab邊和cd邊所處的磁場方向總是相反的,故ab邊和cd邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向順時針時都是順時針,逆時針時都是逆時針,所以總的感應(yīng)電動勢大小E2nB0Lv,由閉合電路歐姆定律得導(dǎo)線中的電流大小I。(2)線框所受安培力的大小F2nB0LI由左手定則判斷,線框所受安培力的方向始終沿x軸正方向。答案:(1)2nB0Lv(2)方向沿x軸正方向14. (14分)xx南京模擬均勻?qū)Ь€制成的正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處,如圖所示。線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。重力加速度為g。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時: (1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?。?(2)求cd兩點間的電勢差大?。?(3)若此時線框加速度大小恰好為,則線框下落的高度h應(yīng)滿足什么條件?解析:(1)設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場時,線框的速度為v,由機(jī)械能守恒定律得mghmv2(或由v22gh)由法拉第電磁感應(yīng)定律得EBLv綜合上述兩式解得EBL(2)由閉合電路歐姆定律得到此時線框中電流Icd兩點間的電勢差UI(R)BL(3)由安培力公式得FBIL當(dāng)a,方向向下時,根據(jù)牛頓第二定律mgFma解得下落高度滿足h當(dāng)a,方向向上時,根據(jù)牛頓第二定律Fmgma解得下落高度滿足h答案:(1)BL(2)BL(3)見解析- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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