（通用版）高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象課時(shí)作業(yè)（含解析）.docx

法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象一、選擇題(本題共10小題，16題為單選題，710題為多選題)1如圖是一種焊接方法的原理示意圖將圓形待焊接金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以某種電流，待焊接工件中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化，待焊工件就焊接在一起我國(guó)生產(chǎn)的自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的下列說法中正確的是()A線圈中的電流是很強(qiáng)的恒定電流B線圈中的電流是交變電流，且頻率很高C待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻小D焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反解析：B恒定電流不能在工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；線圈中的電流是交變電流，且頻率很高，磁通量變化快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，故B項(xiàng)正確；待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻大，產(chǎn)生的熱量多，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；若磁通量減少時(shí)，焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤2.(2018江西吉安市一中模擬)如圖所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方向沒有畫出，Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，P是在MN的正下方水平放置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈若在Q所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處在收縮狀態(tài)，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況可能是()解析：D在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處在收縮狀態(tài)，根據(jù)楞次定律的另一種表述，知螺線管MN中產(chǎn)生的磁場(chǎng)在增加，即螺線管中的電流增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，EnnS，知增大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤3.在如圖所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向左擺在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實(shí)際情況的是()AG1表指針向左擺，G2表指針向右擺BG1表指針向右擺，G2表指針向左擺CG1、G2表的指針都向左擺DG1、G2表的指針都向右擺解析：B電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開時(shí)，線圈L中電流減小，產(chǎn)生與原方向同向的自感電動(dòng)勢(shì)，與G2和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，G2中電流方向向左，即G1指針向右擺，G2指針向左擺，B正確4圖甲為手機(jī)及無線充電板圖乙為充電原理示意圖充電板接交流電源，對(duì)充電板供電，充電板內(nèi)的送電線圈可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而使手機(jī)內(nèi)的受電線圈產(chǎn)生交變電流，再經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)變成直流電后對(duì)手機(jī)電池充電為方便研究，現(xiàn)將問題做如下簡(jiǎn)化：設(shè)受電線圈的匝數(shù)為n，面積為S，若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)垂直于受電線圈平面向上穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度由B1均勻增加到B2.下列說法正確的是()Ac點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)B受電線圈中感應(yīng)電流方向由d到cCc、d之間的電勢(shì)差為Dc、d之間的電勢(shì)差為解析：C根據(jù)楞次定律可知，受電線圈內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向俯視為順時(shí)針，受電線圈中感應(yīng)電流方向由c到d，所以c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得c、d之間的電勢(shì)差為UcdE，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤5.(2018鷹潭模擬)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，環(huán)半徑為0.5 m，金屬環(huán)總電阻為2 ，在整個(gè)豎直平面內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1 T，在環(huán)的最高點(diǎn)上方A點(diǎn)用鉸鏈連接一長(zhǎng)度為1.5 m，電阻為3 的導(dǎo)體棒AB，當(dāng)導(dǎo)體棒AB擺到豎直位置時(shí)，導(dǎo)體棒B端的速度為3 m/s.已知導(dǎo)體棒下擺過程中緊貼環(huán)面且與金屬環(huán)有良好接觸，則導(dǎo)體棒AB擺到豎直位置時(shí)AB兩端的電壓大小為()A0.4 V B0.65 VC2.25 V D4.5 V解析：B當(dāng)導(dǎo)體棒擺到豎直位置時(shí)，設(shè)導(dǎo)體棒與金屬環(huán)的上部交點(diǎn)為C.由vr可得：C點(diǎn)的速度為：vCvB3 m/s1 m/s，AC間電壓為：UACEACBLAC10.5 V0.25 V，CB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：ECBBLCB11 V2 V，圓環(huán)兩側(cè)并聯(lián)，電阻為：R 0.5 ，導(dǎo)體棒CB段的電阻為：r2 ，則CB間電壓為：UCBECB2 V0.4 V，故AB兩端的電壓大小為：UABUACUCB0.25 V0.4 V0.65 V故B項(xiàng)正確6.如圖所示的電路中，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2和D3是三個(gè)完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源在t0時(shí)刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時(shí)刻斷開開關(guān)S.規(guī)定以電路穩(wěn)定時(shí)流過D1、D2的電流方向?yàn)檎较?，分別用I1、I2表示流過D1和D2的電流，則下圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是()解析：B電路穩(wěn)定時(shí)即t1時(shí)刻之前，I1I2，電流方向均是從上到下；t1時(shí)刻斷開開關(guān)S后，D1、D2和D3形成閉合回路，流過D1的電流方向不變，大小逐漸減小，流過D2的電流方向從下往上，即發(fā)生突變，其大小也突然增大到I1，并從I1逐漸減小到零，B正確7.英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣光滑細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的磁場(chǎng)，環(huán)上套一帶電荷量為q的質(zhì)量為m的小球，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，由此可知()A環(huán)所在處的感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為B小球在環(huán)上受到的電場(chǎng)力為kqrC若小球只在感生電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，則其運(yùn)動(dòng)的加速度為D若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做的功大小是r2qk解析：AD磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：USr2k，根據(jù)E，故A項(xiàng)正確；由上分析，結(jié)合FEq，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，則有a，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是：WqUr2qk，故D項(xiàng)正確8(2018六安模擬)如圖所示，ABCD區(qū)域中存在一個(gè)垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，BC邊距地面高度，正方形絕緣線圈MNPQ豎直放置，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，PQ邊與地面動(dòng)摩擦因數(shù)為，在水平力F的作用下向右做直線運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)區(qū)域，下列說法正確的是()A線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電流的方向沿QMNPB線圈MN邊完全處于磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，MQ兩點(diǎn)間電勢(shì)差為BLvC線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中通過線圈導(dǎo)線某截面的電量為D線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中若Fmg，則線圈將以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：BC根據(jù)右手定則可得，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電流的方向沿QPNM，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；線圈MN邊完全處于磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，MQ兩點(diǎn)間電勢(shì)差為BLv，故B項(xiàng)正確；根據(jù)qIt可得，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中通過線圈導(dǎo)線某截面的電量為q，故C項(xiàng)正確；線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中若Fmg，其中為安培力，而MN導(dǎo)線受到向下的安培力，所以摩擦力應(yīng)該大于mg，且運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力增大、拉力F不是定值，故D項(xiàng)錯(cuò)誤9如圖所示，某同學(xué)在玻璃皿中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)，若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1 T，玻璃皿的橫截面的半徑為a0.05 m，電源的電動(dòng)勢(shì)為E3 V，內(nèi)阻r0.1 ，限流電阻R04.9 ，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9 ，閉合開關(guān)后，當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5 V，則以下說法不正確的是()A由上往下看，液體做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B液體所受的安培力大小為1.5104 NC閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.81 WD閉合開關(guān)10 s，液體具有的動(dòng)能是3.69 J解析：ABC由于中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形的電極接電源的正極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心；玻璃皿所在處的磁場(chǎng)豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的安培力沿逆時(shí)針方向，因此液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為1.5 V，則根據(jù)閉合電路歐姆定律有EUIR0Ir，所以電路中的電流I A0.3 A，液體所受的安培力大小FBILBIa0.10.30.05 N1.5103 N，故B錯(cuò)誤；玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R0.9 ，則液體熱功率為P熱I2R0.320.9 W0.081 W，故C錯(cuò)誤；10 s末液體的動(dòng)能等于安培力對(duì)液體做的功，通過玻璃皿的電流的功率PUI1.50.3 W0.45 W，所以閉合開關(guān)10 s，液體具有的動(dòng)能EkW電流W熱(PP熱)t(0.450.081)10 J3.69 J，故D正確A00.10 s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3 VB開關(guān)K閉合瞬間，CD中的電流方向由C到DC磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向豎直向下D開關(guān)K閉合瞬間，通過細(xì)桿CD的電荷量為0.03 C解析：BD00.1 s內(nèi)線圈中的磁場(chǎng)均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律EnnS，代入數(shù)據(jù)得E30 V，A錯(cuò)開關(guān)閉合瞬間，細(xì)框會(huì)跳起，可知細(xì)框受向上的安培力，由左手定則可判斷電流方向由C到D，B對(duì)由于t0.22 s時(shí)通過線圈的磁通量正在減少，對(duì)線圈由楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與B2的方向相同，故再由安培定則可知C錯(cuò)誤K閉合瞬間，因安培力遠(yuǎn)大于重力，則由動(dòng)量定理有B1Iltmv，通過細(xì)桿的電荷量QIt，細(xì)框向上跳起的過程中v22gh，解得Q0.03 C，D對(duì)二、計(jì)算題(需寫出規(guī)范的解題步驟)11.(2018梅州模擬)如圖所示，粗糙斜面的傾角37，半徑r0.5 m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)匝數(shù)n10匝的剛性正方形線框abcd通過松弛的柔軟導(dǎo)線與一個(gè)額定功率P1.25 W的小燈泡L相連，圓形磁場(chǎng)的一條直徑恰好過線框bc邊已知線框質(zhì)量m2 kg，總電阻R01.25 ，邊長(zhǎng)L2r，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.從t0時(shí)起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B2t(T)的規(guī)律變化開始時(shí)線框靜止在斜面上，在線框運(yùn)動(dòng)前，燈泡始終正常發(fā)光設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g?。?0 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)線框不動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R(3)線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有Ennr22.5 V(2)小燈泡正常發(fā)光，有PI2R由閉合電路歐姆定律有EI(R0R)即P()2R代入數(shù)據(jù)解得R1.25 .(3)當(dāng)線框恰好要運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，對(duì)線框bc邊處于磁場(chǎng)中的部分受力分析安培力F安nBI2r由共點(diǎn)力的平衡條件有mgsin F安Ff2nBIrmgcos 解得線框剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.4 T可得線框在斜面上可保持靜止的時(shí)間t s小燈泡產(chǎn)生的熱量QPt1.25 J3.14 J.答案：(1)2.5 V(2)1.25 (3)3.14 J12如圖(a)所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L0.4 m導(dǎo)軌右端接有阻值R1 的電阻導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng).從0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1 s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v1 m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式解析：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)