《（通用版）2020版高考物理一轮复习 第十章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课时作业（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（通用版）2020版高考物理一轮复习 第十章 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象课时作业（含解析）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、法拉第电磁感应定律 自感现象一、选择题(本题共10小题，16题为单选题，710题为多选题)1如图是一种焊接方法的原理示意图将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的下列说法中正确的是()A线圈中的电流是很强的恒定电流B线圈中的电流是交变电流，且频率很高C待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反解析：B恒定电流不能在工件中产生感应电流，故A项错误；线圈中的电流是交变电流，且频率很高，磁通
2、量变化快，产生的感应电动势较大，故B项正确；待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻大，产生的热量多，故C项错误；若磁通量减少时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相同，故D项错误2.(2018江西吉安市一中模拟)如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()解析：D在t1至t2时间段内弹簧线圈处在收缩状态，根据楞次定律的另一种表述，
3、知螺线管MN中产生的磁场在增加，即螺线管中的电流增大，根据法拉第电磁感应定律，EnnS，知增大，故D正确，A、B、C错误3.在如图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()AG1表指针向左摆，G2表指针向右摆BG1表指针向右摆，G2表指针向左摆CG1、G2表的指针都向左摆DG1、G2表的指针都向右摆解析：B电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈L中电流减小，产生与原方向同向的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，G2
4、中电流方向向左，即G1指针向右摆，G2指针向左摆，B正确4图甲为手机及无线充电板图乙为充电原理示意图充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2.下列说法正确的是()Ac点的电势高于d点的电势B受电线圈中感应电流方向由d到cCc、d之间的电势差为Dc、d之间的电势差为解析：C根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中
5、感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，故A、B项错误；根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电势差为UcdE，故C项正确、D项错误5.(2018鹰潭模拟)如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m，金属环总电阻为2 ，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1 T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5 m，电阻为3 的导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为()A0.4 V B0.65 VC2.25 V D4.5 V解析
6、：B当导体棒摆到竖直位置时，设导体棒与金属环的上部交点为C.由vr可得：C点的速度为：vCvB3 m/s1 m/s，AC间电压为：UACEACBLAC10.5 V0.25 V，CB段产生的感应电动势为：ECBBLCB11 V2 V，圆环两侧并联，电阻为：R 0.5 ，导体棒CB段的电阻为：r2 ，则CB间电压为：UCBECB2 V0.4 V，故AB两端的电压大小为：UABUACUCB0.25 V0.4 V0.65 V故B项正确6.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开
7、关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()解析：B电路稳定时即t1时刻之前，I1I2，电流方向均是从上到下；t1时刻断开开关S后，D1、D2和D3形成闭合回路，流过D1的电流方向不变，大小逐渐减小，流过D2的电流方向从下往上，即发生突变，其大小也突然增大到I1，并从I1逐渐减小到零，B正确7.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘光滑细圆环水平放置，环内存在竖直向上的磁场，环上套一带电荷量为q的质量为m的小球，已知磁感应强度大小B随时间均匀增加
8、，其变化率为k，由此可知()A环所在处的感生电场的电场强度的大小为B小球在环上受到的电场力为kqrC若小球只在感生电场力的作用下运动，则其运动的加速度为D若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做的功大小是r2qk解析：AD磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，故感应电动势为：USr2k，根据E，故A项正确；由上分析，结合FEq，故B项错误；根据牛顿第二定律，则有a，故C项错误；小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是：WqUr2qk，故D项正确8(2018六安模拟)如图所示，ABCD区域中存在一个垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，BC边距地面高度，正方
9、形绝缘线圈MNPQ竖直放置，质量为m，边长为L，总电阻为R，PQ边与地面动摩擦因数为，在水平力F的作用下向右做直线运动通过磁场区域，下列说法正确的是()A线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿QMNPB线圈MN边完全处于磁场中运动时，MQ两点间电势差为BLvC线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为D线圈进入磁场过程中若Fmg，则线圈将以速度v做匀速直线运动解析：BC根据右手定则可得，线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿QPNM，故A项错误；线圈MN边完全处于磁场中运动时，MQ两点间电势差为BLv，故B项正确；根据qIt可得，线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为q，故C项正确；线圈进
10、入磁场过程中若Fmg，其中为安培力，而MN导线受到向下的安培力，所以摩擦力应该大于mg，且运动过程中摩擦力增大、拉力F不是定值，故D项错误9如图所示，某同学在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体”实验，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B0.1 T，玻璃皿的横截面的半径为a0.05 m，电源的电动势为E3 V，内阻r0.1 ，限流电阻R04.9 ，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R0.9 ，闭合开关后，当液体旋转时，电压表的示数为1.5 V，则以下说法不正确的是()A由上往下看，液体做顺时针旋转B液体所受的安培力大小为
11、1.5104 NC闭合开关后，液体热功率为0.81 WD闭合开关10 s，液体具有的动能是3.69 J解析：ABC由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形的电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；电压表的示数为1.5 V，则根据闭合电路欧姆定律有EUIR0Ir，所以电路中的电流I A0.3 A，液体所受的安培力大小FBILBIa0.10.30.05 N1.5103 N，故B错误；玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R0.9 ，则液体热功率
12、为P热I2R0.320.9 W0.081 W，故C错误；10 s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率PUI1.50.3 W0.45 W，所以闭合开关10 s，液体具有的动能EkW电流W热(PP热)t(0.450.081)10 J3.69 J，故D正确A00.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 VB开关K闭合瞬间，CD中的电流方向由C到DC磁感应强度B2的方向竖直向下D开关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03 C解析：BD00.1 s内线圈中的磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律EnnS，代入数据得E30 V，A错开关闭合瞬间，细框会跳起，可知细框受向上的安培力，由左
13、手定则可判断电流方向由C到D，B对由于t0.22 s时通过线圈的磁通量正在减少，对线圈由楞次定律可知感应电流产生的磁场的方向与B2的方向相同，故再由安培定则可知C错误K闭合瞬间，因安培力远大于重力，则由动量定理有B1Iltmv，通过细杆的电荷量QIt，细框向上跳起的过程中v22gh，解得Q0.03 C，D对二、计算题(需写出规范的解题步骤)11.(2018梅州模拟)如图所示，粗糙斜面的倾角37，半径r0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场一个匝数n10匝的刚性正方形线框abcd通过松弛的柔软导线与一个额定功率P1.25 W的小灯泡L相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边已知线框
14、质量m2 kg，总电阻R01.25 ，边长L2r，与斜面间的动摩擦因数0.5.从t0时起，磁场的磁感应强度按B2t(T)的规律变化开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取：10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)线框不动时，回路中的感应电动势E(2)小灯泡正常发光时的电阻R(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q解析：(1)由法拉第电磁感应定律有Ennr22.5 V(2)小灯泡正常发光，有PI2R由闭合电路欧姆定律有EI(R0R)即P()2R代入数据解得R1.25 .(3)当线框恰好要运动时，设磁场的磁感应强度大小
15、为B，对线框bc边处于磁场中的部分受力分析安培力F安nBI2r由共点力的平衡条件有mgsin F安Ff2nBIrmgcos 解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B0.4 T可得线框在斜面上可保持静止的时间t s小灯泡产生的热量QPt1.25 J3.14 J.答案：(1)2.5 V(2)1.25 (3)3.14 J12如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L0.4 m导轨右端接有阻值R1 的电阻导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好导体棒及导轨的电阻均不计导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场若使
