92法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流

1、9.2 法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流1下列說法正確的是()A當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢B當線圈中電流反向時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反C當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反D當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反解析本題考查自感和自感電動勢的方向，意在考查考生對自感現(xiàn)象的理解和運用楞次定律解決自感問題的能力當線圈中的電流不變時穿過線圈的磁通量沒有變化，沒有自感電動勢，選項A正確；當線圈中的電流反向時原來的電流產(chǎn)生的磁通量減小，由楞次定律可知，自感電動勢產(chǎn)生的自感電流的磁場將阻礙磁通量的減小，故自感電動勢的方向

2、與原電流的方向相同，故選項B不對；當線圈中的電流增大時，穿過線圈的磁通量增大，自感電動勢產(chǎn)生的自感電流的磁場將阻礙其增大，故自感電動勢的方向與原電流的方向相反，所以選項C正確；同理可知選項D不對，所以答案為A、C.答案AC2我國上海自行車廠生產(chǎn)的鳳凰牌自行車采用了高頻焊接，其原理示意圖如圖9-2-1所示，線圈通以高頻交變電流，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大，可采用()圖9-2-1A增大交變電流的電壓B增大交變電流的頻率C增大焊接處的接觸電阻D減小焊接處的接觸電阻解析由電磁感應(yīng)的知識可判斷線圈中電流頻率越高，工件中的磁通量改變越快，在其他條件不變的情況下

3、，渦流的熱功率就越大；同時，減小焊接處的接觸電阻也可以增大渦流的功率答案BD3某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖9-2-2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(fù)，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()圖9-2-2A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)較大解析從實物連接圖中可以看出，線圈L與小燈泡并聯(lián)，斷開開關(guān)S時，小燈泡A中原來的電流立即消失，線圈L與小燈泡組成閉合電路，由于

4、自感，線圈中的電流逐漸變小，使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小燈泡未閃亮說明斷開S前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項C正確答案C4如圖9-2-3所示，導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，兩者彼此絕緣，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad和bc的中點，當線框向右運動的瞬間，則()圖9-2-3A線框中有感應(yīng)電流，且按順時針方向B線框中有感應(yīng)電流，且按逆時針方向C線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流解析由安培定則可判知通電直導(dǎo)線周圍磁場如圖所示當ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運動時，由右手定則判斷感應(yīng)電流為ab，同理可判斷cd導(dǎo)線中

5、的感應(yīng)電流方向為cd，ad、bc兩邊不做切割磁感線運動，所以整個線框中的感應(yīng)電流是逆時針方向的答案B5如圖9-2-4所示，用一根橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，把圓環(huán)部分置于均勻變化的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率k(k>0)，ab為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為.則()圖9-2-4A圓環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B圓環(huán)具有擴張的趨勢C圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為D圖中ab兩點間的電壓大小為kr2解析因為穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律知圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向應(yīng)為逆時針方向選項A錯圓環(huán)具有收縮的趨勢，選項B錯，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小

6、E·kSkr2，圓環(huán)的電阻R··.故圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小I，選項C對a，b兩點間的電壓UabEkr2，選項D錯答案C6如圖9-2-5所示，均勻的金屬長方形線框從勻強磁場中拉出，它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電機構(gòu)，線框向右運動時總是與兩邊良好接觸，線框的長為a，寬為b，磁感應(yīng)強度為B，一理想電壓表跨接在A、B兩導(dǎo)電機構(gòu)上，當線框在恒定外力F作用下向右運動的過程中(線框離開磁場前已做勻速運動)，關(guān)于線框及電壓表，下列說法正確的是()圖9-2-5A線框先做勻加速運動，后做勻速運動B電壓表的讀數(shù)先增大后不變C電壓表的讀數(shù)一直增大D回路的電功率先增大后不變解析線框在運動過程

7、中先做變加速運動，后做勻速運動電壓表讀數(shù)為外電路的電壓，根據(jù)EBLv知回路電動勢先增大后不變，外電阻不斷增大，電壓表的讀數(shù)一直增大，選項C正確P，回路的電功率先增大后不變，選項D正確答案CD7如圖9-2-6所示，在國慶60周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機“空警­2 000”在天安門上空機翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自東向西飛行該機的翼展(兩翼尖之間的距離)為50 m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量向下，大小為4.7×105 T，則()圖9-2-6A兩翼尖之間的電勢差為0.29 VB兩翼尖之間的電勢差為1.1 VC飛行員左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢高D飛行員左

8、方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢低解析飛機的飛行速度4.5×102 km/h125 m/s，飛機兩翼間的電動勢為EBLv4.7×105×50×125 V0.29 V，A對；飛機速度從東向西，磁場豎直向下，根據(jù)右手定則可知飛行員左方翼尖電勢高于右方翼尖的電勢，C對答案AC8矩形線圈abcd，長ab20 cm，寬bc10 cm，匝數(shù)n200，線圈回路總電阻R5 .整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強磁場穿過若勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖9-2-7所示，則()圖9-2-7A線圈回路中感應(yīng)電動勢隨時間均勻變化B線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.4 AC

9、當t0.3 s時，線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016 ND在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48 J解析由EnnS可知，由于線圈中磁感應(yīng)強度的變化率 T/s0.5 T/s為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動勢為EnS2 V，且恒定不變，故選項A錯誤；回路中感應(yīng)電流的大小為I0.4 A，選項B正確；當t0.3 s時，磁感應(yīng)強度B0.2 T，則安培力為FnBIl200×0.2×0.4×0.2 N3.2 N，故選項C錯誤；1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為QI2Rt0.42×5×60 J48 J，選項D正確答案BD9如圖9-2-8所示，在邊長為a的正方形

10、區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為a的正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時間內(nèi)()圖9-2-8A平均感應(yīng)電動勢大小等于B平均感應(yīng)電動勢大小等于C順時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為EFGHED逆時針方向轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流方向為EHGFE解析由題意可知，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)過時磁通量減少量為2B2，平均感應(yīng)電動勢E，A對、B錯；由楞次定律知無論導(dǎo)線框怎么轉(zhuǎn)都是穿過線框的磁通量減少，電流方向都是EHGFE，C錯、D對；選A、D.答案AD10如圖9-2-9所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ

11、平行放置，且都傾斜著與水平面成夾角.在導(dǎo)軌的最上端M、P之間接有電阻R，不計其他電阻導(dǎo)體棒ab從導(dǎo)軌的最底端沖上導(dǎo)軌，當沒有磁場時，ab上升的最大高度為H；若存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場時，ab上升的最大高度為h.在兩次運動過程中ab都與導(dǎo)軌保持垂直，且初速度都相等關(guān)于上述情景，下列說法正確的是()圖9-2-9A兩次上升的最大高度相比較為H<hB有磁場時導(dǎo)體棒所受合力的功大于無磁場時合力的功C有磁場時，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mvD有磁場時，ab上升過程的最小加速度為gsin 解析當有磁場時，導(dǎo)體棒除受到沿斜面向下的重力的分力外，還切割磁感線有感應(yīng)電流受到安培力的作用，所以兩次上升的最大高度相

12、比較為h<H，兩次動能的變化量相等，所以導(dǎo)體棒所受合力的功相等，選項A、B錯誤，有磁場時，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱小于mv，ab上升過程的最小加速度為gsin ，選項C錯誤、選項D正確(單桿傾斜式模型)答案D11輕質(zhì)細線吊著一質(zhì)量為m0.32 kg，邊長為L0.8 m、匝數(shù)n10的正方形線圈，總電阻為r1 ，邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖9-2-10甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖9-2-27乙所示，從t0開始經(jīng)t0時間細線開始松弛，取g10 m/s2.求：圖9-2-10(1)在前t0時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢(2)在前t0時間內(nèi)線圈的電功率(3)t0的值解

13、析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：Enn××210××2×0.50.4(V)(2)I0.4 A，PI2r0.16 W.(3)分析線圈受力可知，當細線松弛時有：F安nBt0ImgIBt02 T由圖象知：Bt010.5t0，解得：t02 s.答案(1)0.4 V(2)0.16 W(3)2 s12如圖9-2-11所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌寬度為d1 m，導(dǎo)軌間接有一個阻值為R2 的燈泡，一質(zhì)量為m1 kg的金屬棒跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r1 ，且和導(dǎo)軌始終接觸良好整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使金屬棒從靜止開始向右運動求：圖9-2-11(1)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平恒力為F10 N，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v1是多少？(2)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平力功率恒為P6 W，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v2是多少？(3)若金屬棒與導(dǎo)軌間是光滑的，施加的水平力功率恒為P20 W