高考物理總復(fù)習(xí)專題十電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律、自感、渦流練習(xí)含答案

第2講法拉第電磁感應(yīng)定律、自感、渦流知識鞏固練1.如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1；第二次用0.9s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則()A.W1＜W2，q1＜q2B.W1＜W2，q1=q2C.W1＞W(wǎng)2，q1=q2D.W1＞W(wǎng)2，q1＞q2【答案】C【解析】第一次用0.3s時(shí)間拉出，第二次用0.9s時(shí)間拉出，兩次速度比為3∶1，由E=BLv，兩次感應(yīng)電動勢比為3∶1，兩次感應(yīng)電流比為3∶1，由于F安=BIL，兩次安培力比為3∶1，由于勻速拉出勻強(qiáng)磁場，所以外力比為3∶1，根據(jù)功的定義W=Fx，所以W1∶W2=3∶1.根據(jù)電量q=IΔt，感應(yīng)電流I=ER，感應(yīng)電動勢E=ΔΦΔt，得q=ΔΦR，所以q1∶q2=1∶1，故W1＞W(wǎng)2，q1=q22.如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì).導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.金屬桿放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)為M、N，并與導(dǎo)軌成θ角.金屬桿以ω的角速度繞N點(diǎn)由圖示位置勻速轉(zhuǎn)動到與導(dǎo)軌ab垂直，轉(zhuǎn)動過程中金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸良好，金屬桿單位長度的電阻為r.則在金屬桿轉(zhuǎn)動的過程中()A.M、N兩點(diǎn)電勢相等B.金屬桿中感應(yīng)電流的方向由N流向MC.電路中感應(yīng)電流的大小始終為BlD.電路中通過的電荷量為Bl【答案】A【解析】根據(jù)題意可知，金屬桿MN為電源，導(dǎo)軌為外電路，由于導(dǎo)軌電阻不計(jì)，外電路短路，M、N兩點(diǎn)電勢相等，A正確；轉(zhuǎn)動過程中磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由M流向N，B錯誤；由于切割磁場的金屬桿長度逐漸變短，感應(yīng)電動勢逐漸變小，回路中的感應(yīng)電流逐漸變小，C錯誤；因?yàn)閷?dǎo)體棒MN在回路中的有效切割長度逐漸減小，所以接入電路的電阻逐漸減小，不能根據(jù)q=ΔΦR計(jì)算通過電路的電荷量，D錯誤3.(多選)如圖所示的電路中，電感L的自感系數(shù)很大，電阻可忽略，D為理想二極管，則下列說法正確的有()A.當(dāng)S閉合時(shí)，L1立即變亮，L2逐漸變亮B.當(dāng)S閉合時(shí)，L1一直不亮，L2逐漸變亮C.當(dāng)S斷開時(shí)，L1立即熄滅，L2也立即熄滅D.當(dāng)S斷開時(shí)，L1突然變亮，然后逐漸變暗至熄滅【答案】BD4.(2023年江門一模)汽車使用的電磁制動原理示意圖如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體在固定通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時(shí)，會產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力.下列說法正確的是()A.制動過程中，導(dǎo)體不會發(fā)熱B.制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度無關(guān)C.改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體就可獲得動力D.制動過程中導(dǎo)體獲得的制動力逐漸減小【答案】D【解析】由于導(dǎo)體中產(chǎn)生了渦流，根據(jù)Q=I2Rt知，制動過程中，導(dǎo)體會發(fā)熱，A錯誤；導(dǎo)體運(yùn)動速度越大，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的渦流越大，則所受安培力，即制動力越大，即制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān)，B錯誤；根據(jù)楞次定律可知，原磁場對渦流的安培力總是要阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動，即改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體受到的安培力仍然為阻力，C錯誤；制動過程中，導(dǎo)體的速度逐漸減小，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率變小，產(chǎn)生的渦流變小，則所受安培力，即制動力變小，D正確5.(2023年北京東城一模)如圖所示電路中，燈泡A、B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略.下列說法正確的是()A.開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，A，B同時(shí)變亮，之后亮度都保持不變B.開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，B先亮，A逐漸變亮，最后A，B一樣亮C.開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，A，B閃亮一下后熄滅D.開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，A閃亮一下后熄滅，B立即熄滅【答案】D【解析】開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，根據(jù)電感線圈的自感現(xiàn)象可知，A、B同時(shí)變亮，隨著線圈上的電流逐漸增大，最終穩(wěn)定時(shí)，線圈為可視為導(dǎo)線.則A燈逐漸變暗直至熄滅，電路中總電阻減小，則B燈逐漸變亮，A、B錯誤；開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，B立即熄滅，電感線圈電流不能突變?yōu)?，則會充當(dāng)電源，回路中A燈變亮，之后線圈中電流減小，直至A燈熄滅，C錯誤，D正確.6.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一.如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦式交變電流，靠近待測工件時(shí)，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化.下列說法正確的是()A.渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B.渦流的頻率等于通入線圈的交變電流的頻率C.通電線圈和待測工件間存在恒定的作用力D.待測工件可以是塑料或橡膠制品【答案】AB綜合提升練7.(多選)一跑步機(jī)的原理圖如圖所示，該跑步機(jī)水平底面固定有間距L=0.8m的平行金屬電極，電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，且接有理想電壓表和阻值為8Ω的定值電阻R，勻速運(yùn)動的絕緣橡膠帶上鍍有電阻均為2Ω的平行細(xì)金屬條，金屬條間距等于電極長度為d且與電極接觸良好.某人勻速跑步時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.8V.下列說法正確的是()A.通過電阻R的電流為0.08AB.細(xì)金屬條的速度大小為2.5m/sC.人克服細(xì)金屬條所受安培力做功的功率為0.2WD.每2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.2C【答案】BD【解析】由題知單根細(xì)金屬條電阻為R1=2Ω，勻速跑步時(shí)，始終只有一根細(xì)金屬條在切割磁感線，其產(chǎn)生的電動勢為E=BLv，電壓表測量R兩端電壓，由題知其示數(shù)為0.8V，即U=ER+R1·R=0.8V，解得E=1V，v=2.5m/s，通過電阻R的電流為I=ER+R1=0.1A，A錯誤，B正確；人克服細(xì)金屬條所受安培力做功的功率為P=FAv=BILv=0.1W，C錯誤；每2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為q=It=0.1×2C=08.目前，許多停車場門口都設(shè)置車輛識別系統(tǒng)，在自動欄桿前、后的地面各自鋪設(shè)相同的傳感器線圈A、B，兩線圈各自接入相同的電路，電路a、b端與電壓有效值恒定的交變電源連接，如圖所示.工作過程回路中流過交變電流，當(dāng)以金屬材質(zhì)為主體的汽車接近或遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈的自感系數(shù)會發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈對交變電流的阻礙作用發(fā)生變化，使得定值電阻R的c、d兩端電壓就會有所變化，這一變化的電壓輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就能做出抬桿或落桿的動作.下列說法正確的是()A.汽車接近線圈A時(shí)，該線圈的自感系數(shù)減少B.汽車離開線圈B時(shí)，回路電流將減小C.汽車接近線圈B時(shí)，c、d兩端電壓升高D.汽車離開線圈A時(shí)，c、d兩端電壓升高【答案】D【解析】汽車上有很多鋼鐵，當(dāng)汽車接近線圈時(shí)，相對于給線圈增加了鐵芯，所以線圈的自感系數(shù)增大，感抗也增大，在電壓不變的情況下，交流回路的電流將減小，所以R兩端電壓將減小，即c、d兩端電壓將減小，A、B、C錯誤，D正確.9.(2023年江蘇調(diào)研)如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在紙面內(nèi)，在ad邊左側(cè)有足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，導(dǎo)線框的總電阻為R.現(xiàn)使導(dǎo)線框繞a點(diǎn)在紙面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)時(shí)間Δt第一次轉(zhuǎn)到圖中虛線位置.求：(1)Δt內(nèi)導(dǎo)線框abcd中