高三物理一輪復習第9章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流知能提升演練

1、法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 隨堂反饋1將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯誤；感應(yīng)電動勢正比于，與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯誤，C正確；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤答案：C2.如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的

2、導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為()A.B.C. D.解析：設(shè)圓的半徑為r，當其繞過圓心O的軸勻速轉(zhuǎn)動時，圓弧部分不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而在轉(zhuǎn)過半周的過程中僅有一半直徑在磁場中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EB0rB0r·B0r2；當線框不動時，E·.由閉合電路歐姆定律得I，要使II，必須使EE，即，C正

3、確答案：C3.某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所示的電路檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()A電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大C線圈電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大解析：由自感規(guī)律可知，在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時熄滅的原因是：線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流，且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流斷開開關(guān)S，線圈與燈泡構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A錯誤開關(guān)S閉合，

4、電路穩(wěn)定，燈泡正常發(fā)光時，如果電感線圈L的電阻比燈泡的電阻大，則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA小；開關(guān)S斷開，由于自感現(xiàn)象，L和A構(gòu)成回路，使L和A中的電流從IL開始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象，B錯誤，C正確自感系數(shù)越大，延時越明顯，與是否閃亮無關(guān)，D錯誤答案：C4.(多選)(2015·高考山東卷)如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速在圓盤減速過程中，以下說法正確的是()A處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高B所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動C若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動D若所加磁場

5、穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動解析：將圓盤看成很多根由圓心沿半徑指向外的金屬桿根據(jù)右手定則可知，磁場中的導體部分電流由b指向a，即a端電勢高，A正確由于磁場部分導體切割磁感線，會在圓盤中形成渦流，根據(jù)楞次定律可知，磁場部分受到與轉(zhuǎn)動方向相反的力使圓盤停止轉(zhuǎn)動，而且磁場越強圓盤停止越快，B正確若所加磁場方向相反，則電流會反向，安培力仍阻礙圓盤轉(zhuǎn)動，不會加速，C錯誤若磁場穿過整個圓盤，圓心與邊緣會形成一個恒定的電勢差，不會形成渦流，也就不存在安培力，因此，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動，D正確答案：ABD5.如圖所示，金屬三角形導軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動若導軌和金屬

6、棒都是粗細相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，則在MN運動過程中閉合電路的()A感應(yīng)電動勢保持不變B感應(yīng)電流逐漸增大C感應(yīng)電流將保持不變D感應(yīng)電流逐漸減小解析：拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，t時刻，導體棒切割磁感線的有效長度lvttan ，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlvBv2ttan ，感應(yīng)電動勢逐漸增大，選項A錯誤；粗細相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，單位長度電阻相同，設(shè)為R，回路總電阻R總R(vttan vt)Rvt，產(chǎn)生的感應(yīng)電流I是一恒量，選項C正確，B、D錯誤答案：C課時作業(yè)授課提示：對應(yīng)學生用書第4頁一、單項選擇題1(2016·南通模擬)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象

7、產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物，下列相關(guān)的說法中正確的是()A鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)B電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項A正確，B錯誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成，利用渦流加熱食物，故選項C、D錯誤答案：A2關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()A線圈中的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B線圈放在磁感應(yīng)強度越大的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)

8、電動勢為2 V，則穿過線圈的磁通量的變化率一定為2 Wb/sD線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為2 V，則線圈電源的“”極比“”極電勢低2 V解析：由En可知，感應(yīng)電動勢E與磁通量的變化率成正比，與磁通量、磁感應(yīng)強度B大小無關(guān)，故選項A、B均錯誤；由于不知道線圈的匝數(shù)n，雖知道E的大小為2 V，但無法確定的大小，故選項C錯誤；感應(yīng)電動勢的方向為電源內(nèi)部感應(yīng)電流的方向，電源內(nèi)部感應(yīng)電流從“”極流向“”極，故選項D正確答案：D3一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強度在1 s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變，在1 s時間內(nèi)，再將線框的面積均

9、勻地減小到原來的一半先后兩個過程中，線框中感應(yīng)電動勢的比值為()A. B1C2 D4解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E，設(shè)初始時刻磁感應(yīng)強度為B0，線圈面積為S0，則第一種情況下的感應(yīng)電動勢為E1B0S0，則第二種情況下的感應(yīng)電動勢為E2B0S0，所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動勢相等，比值為1，B正確答案：B4.如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.通過電阻R的電流方向及E1與E2之比分別為()eAca,21Bac,21Cac,12

10、Dca,12解析：桿MN向右勻速滑動，由右手定則判知，通過R的電流方向為ac；又因為EBLv，所以E1E212，故選項C正確答案：C5(2016·常州檢測)如圖所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器當S閉合與斷開時，A、B燈泡的發(fā)光情況是()AS剛閉合后，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮BS剛閉合后，B亮一下又逐漸亮暗，A逐漸變亮CS閉合足夠長時間后，A和B一樣亮DS閉合足夠長時間后，A、B都熄滅解析：S剛閉合后，A、B都變亮，之后A逐漸熄滅，B逐漸變亮，選項A正確，B錯誤S閉合足夠長時間后，A熄滅，B一直都是亮的，選項

11、C、D錯誤答案：A6.(2016·武漢模擬)如圖所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，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°.為使兩次操作過程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢相等，則()Av1v22Bv1v22Cv1v212 Dv1v221解析：第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，線框中的感應(yīng)電動勢恒定，有1E1BLv1.第二次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，所需時間t，線框中的磁通量變化量B·L·

12、;BL2，產(chǎn)生的平均電動勢2.由題意知12，可得v1v22，A正確答案：A7(2015·高考安徽卷)如圖所示，abcd為水平放置的平行形“”滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導軌電阻不計已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)則()A電路中感應(yīng)電動勢的大小為B電路中感應(yīng)電流的大小為C金屬桿所受安培力的大小為D金屬桿的熱功率為解析：金屬桿MN切割磁感線的有效長度為l，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv，A錯誤；金屬桿MN的有效電阻R，故回路中的感應(yīng)電流I，B正確；金

13、屬桿受到的安培力F·，C錯誤；金屬桿的熱功率PI2R·，D錯誤答案：B8.(2016·安慶一中高三月考)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值在t0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在tt1時刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖象中，正確的是()解析：S閉合時，由于自感L有感抗，經(jīng)過一段時間電流穩(wěn)定時L電阻不計，可見電路的外電壓是從大變小的，所以A、C錯誤t1時刻斷開S，由于自感在L、R、D構(gòu)成的回路中電流從B向A，所以t1時刻UAB反向，B正確答案：B二、多項選擇題9.(2014·

14、;高考江蘇卷)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯解析：當線圈上通交流電時，金屬杯由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，杯中有感應(yīng)電流，對水加熱，若要增大感應(yīng)電流，則需要增大感應(yīng)電動勢或者減小杯體的電阻增加線圈的匝數(shù)，使得穿過金屬杯的磁場增強，感應(yīng)電動勢增大，選項A正確；提高交變電流的頻率，使得磁通量的變化率增大，感應(yīng)電動勢增大，選項B正確；若將金屬杯換為瓷杯，則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項C錯誤；取走線圈中的鐵芯，磁場會大大減弱，感應(yīng)電動勢減小，選項

15、D錯誤答案：AB10.如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變BCD段直導線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值EmBavD感應(yīng)電動勢平均值Bav解析：根據(jù)楞次定律可判斷閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向始終不變，選項A正確；CD段電流方向是由D指向C，CD段受到安培力作用，且方向豎直向下，選項B錯誤；當半圓的圓心剛進入磁場時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，EmBav，選項C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得，選項D正確答案

16、：ACD三、非選擇題11.(2015·高考浙江卷)小明同學設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長L0.1 m，豎直邊長H0.3 m，匝數(shù)為N1，線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度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.掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量(重力加速度g取10 m/s2)(1)為使電磁天平的量程達到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進一步探究電磁感應(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

17、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磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率.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/s12(1)如圖甲所示，兩根足夠長的平行導軌，間距L0.3 m，在導軌間有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B10.5 T一根直金屬桿MN以v2 m/s的速度向右勻速運動，桿MN始終與導軌垂直且接觸良好桿MN的電阻r11 ，導軌的電阻可忽略求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1.甲(2)如圖乙所示，一個匝數(shù)n100的圓形線圈，面積S10.4 m2，電阻r21 .在線圈中存在面積S20.3 m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B2隨時間t變化的關(guān)