《2017年高考物理新课标一轮复习习题：第10章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年高考物理新课标一轮复习习题：第10章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流A A 组组 基础题组基础题组1.(2015 江苏苏北四市二次调研)(多选)关于涡流,下列说法中正确的是( )A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流2.(2014 江苏单科,7,4 分)(多选)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯3.(2014
2、江苏单科,1,3 分)如图所示,一正方形线圈的匝数为 n,边长为 a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在 t 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由 B 均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A. B. C. D.4.(2016 海南文昌中学一模)(多选)如图所示,E 为电池,L 是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个完全相同的灯泡,S 是控制电路的开关。对于这个电路,下列说法正确的是( )A.刚闭合 S 的瞬间,灯泡 D1、D2的亮度相同B.刚闭合 S 的瞬间,灯泡 D2比灯泡 D1亮C.闭合 S,待电路达到稳定后,D1熄灭,D2比 S 刚
3、闭合时亮D.闭合 S,待电路达到稳定后,D1、D2都先更亮后逐渐变暗5.如图所示是测定自感系数很大的线圈 L 直流电阻的电路,L 两端并联一只电压表,用来测自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆开时应先( )A.断开 S1B.断开 S2C.拆除电流表D.拆除电阻 R6.(2015 广东汕头质检)(多选)如图所示,正方形线框的边长为 L,电容器的电容为 C。正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,当磁感应强度以 k 为变化率均匀减小时,下列说法正确的是( )A.线框产生的感应电动势大小为 kL2B.电压表没有读数C.a 点的电势高于 b 点的电势D.电容器所带的电荷量为零7.(多选)
4、如图所示,灯泡 A、B 与定值电阻的阻值均为 R,L 是自感系数较大的线圈,当 S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B 两灯亮度相同,再闭合 S2,待电路稳定后将 S1断开,下列说法中正确的是( )A.B 灯立即熄灭B.A 灯将比原来更亮一下后熄灭C.有电流通过 B 灯,方向为 cdD.有电流通过 A 灯,方向为 ba8.(2016 湖北重点中学检测)如图所示,线圈匝数为 n,横截面积为 S,线圈总电阻为 r,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为 k,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为 C,两个电阻的阻值分别为 r 和 2r。下列说法正确的是( )A.电容器所带电
5、荷量为B.电容器所带电荷量为C.电容器下极板带正电D.电容器上极板带正电B B 组组 提升题组提升题组9.(2016 山东潍坊段考)如图所示,两根间距为 l 的光滑平行金属导轨与水平面夹角为 ,图中虚线下方区域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为 m,电阻均为 R,垂直于导轨放置。开始时金属杆 ab 处在距磁场上边界一定距离处,金属杆 cd 处在导轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆 ab 由静止释放,金属杆 ab 刚进入磁场便开始做匀速直线运动。已知重力加速度为 g,则( )A.金属杆 ab 进入磁场时感应电流的方向为由 a 到 bB.金
6、属杆 ab 进入磁场时速度大小为C.金属杆 ab 进入磁场后产生的感应电动势为D.金属杆 ab 进入磁场后,金属杆 cd 对两根小柱的压力大小为零10.(2015 重庆理综,4,6 分)图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为 n,面积为 S。若在 t1到 t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到 B2,则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差 a-b( )A.恒为 B.从 0 均匀变化到 C.恒为 -D.从 0 均匀变化到 -11.(2015 安徽理综,19,6 分)如图所示,abcd 为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨,间距为 l,导
7、轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,导轨电阻不计。已知金属杆 MN 倾斜放置,与导轨成 角,单位长度的电阻为 r,保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( )A.电路中感应电动势的大小为 B.电路中感应电流的大小为 C.金属杆所受安培力的大小为 D.金属杆的热功率为 12.如图所示,M、N 为纸面内两平行光滑导轨,间距为 L。轻质金属杆 ab 可在导轨上左右无摩擦滑动,杆与导轨接触良好,导轨右端与定值电阻连接。P、Q 为平行板器件,两板间距为 d,上、下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源中始终都有速度为 v0
8、的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为 r 和 R,其余电阻不计,带电粒子的重力不计,为使粒子沿原入射方向从板间右端射出,则轻杆应沿什么方向运动?速度多大?13.如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,大小为 B0,用电阻率为 、横截面积为S 的导线做成的边长为 l 的正方形线框 abcd 水平放置,OO为过 ad、bc 两边中点的直线,线框全部都位于磁场中。现把线框右半部分固定不动,而把线框左半部分以 OO为轴向上转动60,如图中虚线所示。(1)求转动过程中通过导线横截面的电荷量;(2)若转动后磁感应强度随时间按
9、 B=B0+kt 变化(k 为常量),求出磁场对线框 ab 边的作用力大小随时间变化的关系式。答案全解全析答案全解全析A 组 基础题组1.ACD 用来冶炼金属的真空冶炼炉,炉外有线圈,线圈中通入高频交变电流,炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化,所以 A 正确;家用电磁炉锅体中的涡流是由交变电流产生的变化的磁场而引起的,不是由恒定的磁场引起的,故 B 错误;阻尼摆的铝片以一定速度掠过磁场时切割磁感线产生涡流,涡流在磁场中受合力方向与摆动方向相反,从而阻碍其运动,故 C 正确;用绝缘的硅钢片做铁芯,是为了减小涡流,减小能量损失,所以 D 正确。2.AB 该装置的工作原理是,线圈内变化的
10、电流产生变化的磁场,从而使金属杯体内产生涡流,再把电能转化为内能,给杯内的水加热。交流电源的频率一定时,线圈产生的磁场越强,杯体内磁通量变化就越快,产生的涡流就越大,增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强,而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱,故 A 对、D 错。交流电源的频率增大,杯体内磁通量变化加快,产生的涡流增大,故 B 正确。瓷为绝缘材料,不能产生涡流,故 C 错。3.B 由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势 E=n=nS=n,得 E=,选项 B 正确。4.AC 刚闭合 S 的瞬间,由于 L 的自感作用,且 L 的自感系数足够大,则 L 瞬间相当于断路,所以电流通过 D1、D
11、2,灯泡 D1、D2的亮度相同,A 正确、B 错误;闭合 S,待电路达到稳定后,L相当于短路,D1被短路熄灭,通过 D2的电流比原来大,所以 D1熄灭,D2比 S 刚闭合时亮,C 正确、D 错误。5.B 当 S1、S2均闭合时,电压表与线圈 L 并联;当 S2闭合而 S1断开时,电压表与线圈 L 串联成一个闭合回路。所以在干路断开前后自感线圈 L 中电流方向相同而电压表中电流方向相反。只要不断开 S2,线圈 L 与电压表就会组成回路,在断开干路时,L 中产生与原来电流同方向的自感电流,使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表。正确选项为 B。6.BC 由于线框的一半放在磁场中,因此线框产生的感应
12、电动势大小为,A 错误;由于线框所产生的感应电动势是恒定的,且线框上连接了一个电容器,相当于电路断路,外电压等于电动势,内电压为零,而接电压表的这部分相当于回路的内部,因此,电压表没有读数,B 正确;根据楞次定律和安培定则,可以判断 a 点的电势高于 b 点的电势,C 正确;电容器所带电荷量为Q=C,D 错误。7.AD S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B 两灯一样亮,说明两个支路中的电流相等,这时线圈 L 没有自感作用,可知线圈 L 的直流电阻也为 R;在 S2、S1都闭合且稳定时,IA=IB;S2闭合,待电路稳定后 S1断开,由于线圈的自感作用,流过 A 灯的电流方向变为 ba,但 A
13、灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象,故选项 D 正确,B 错误;由于定值电阻 R 没有自感作用,故断开 S1时,B 灯立即熄灭,选项 A 正确,C 错误。8.D 线圈与阻值为 r 的电阻形成闭合回路,线圈相当于电源,电容器两极板间的电压等于路端电压;线圈产生的感应电动势为 E=nS=nSk,路端电压 U=,电容器所带电荷量为 Q=CU= ,选项 A、B 错误;根据楞次定律和安培定则,可知感应电流从线圈的右端流到左端,线圈左端的电势高,电容器上极板带正电,选项 C 错误,D 正确。B 组 提升题组9.B 由右手定则可知,金属杆 ab 进入磁场时产生的感应电流的方向为由 b 到 a,故 A 错误
14、;因金属杆 ab 刚进入磁场便开始做匀速直线运动,则有 mg sin =,解得 v=,故 B 正确;金属杆 ab 进入磁场后产生的感应电动势 E=Blv,解得 E=,故 C 错误;由左手定则可知,金属杆 cd受到的安培力与斜面平行且向下,则金属杆 cd 对两根小柱的压力不为零,故 D 错误。10.C 由楞次定律判定,感应电流从 a 流向 b,b 点电势高于 a 点电势,故 a-b=-nS,因为磁场均匀增加,所以 a-b为恒定的,可见 C 正确。11.B 金属杆 MN 切割磁感线的有效长度为 l,产生的感应电动势 E=Blv,A 错误;金属杆 MN的有效电阻 R=,故回路中的感应电流 I=,B
15、正确;金属杆受到的安培力 F=,C 错误;金属杆的热功率 P=I2R=,D 错误。12. 答案 向右运动 (R+r)v0解析 粒子在电场中运动,所受电场力 F=粒子在磁场中运动,所受磁场力 F=qv0B因为粒子沿原入射方向从板间右端射出,所以粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡,得=qv0B轻质金属杆 ab 切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv,R 中电流 I=,P、Q 间电压 U=IR联立解得 v=(R+r)v0由右手定则得杆应向右运动。13. 答案 (1) (2)F=(B0+kt)解析 (1)线框在转动过程中产生的平均感应电动势=在线框中产生的平均感应电流 =线框的电阻 R=转动过程中通过导线横截面的电荷量 q=t解得:q=(2)若转动后磁感应强度随时间按 B=B0+kt 变化,在线框中产生的感应电动势大小E=k在线框中产生的感应电流 I=线框 ab 边所受安培力的大小为 F=BIl解得:F=(B0+kt)。
