【金版学案】2016届高考物理一轮习题第十章电磁反应第2课法拉第电磁感应定律自感_02

1、【金版学案】2016届高考物理一轮习题第十章电磁反应第2课法拉第电磁感应定律自感_02 第2课 法拉第电磁感应定律 自感 考点一 法拉第电磁感应定律 1感应电动势 (1)概念：在中产生的电动势 (2)产生条件：穿过回路的发生改变，与电路是否闭合 (3)方向判断：感应电动势的方向用或判断 2法拉第电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比 (2)公式：n为线圈匝数 (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守定律，即I (4)导体切割磁感线时的感应电动势： 考点二 自感、涡流 1自感现象 由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 2自感电动势 (1)

2、定义：在中产生的感应电动势 (2)表达式： (3)自感系数L：相关因素：与线圈的、等因素有关 单位：亨利(H)，常用单位还有毫亨(mH)、微亨(H) 1 mH3H，1 H6H., 1 1如图所示，电路中A、B是完全相同的灯泡，L是一带铁芯的线圈开关S原来闭合，则开关S断开的瞬间(D ) AL中的电流方向改变，灯泡B立即熄灭 BL中的电流方向不变，灯泡B要过一会儿才熄灭 CL中的电流方向改变，灯泡A比B熄灭的慢 DL中的电流方向不变，灯泡A比B熄灭的慢 解析：当开关S断开时L与灯泡A组成回路，由于自感，L中的电流由原来数值逐渐减小，电流方向不变，A灯熄灭要慢些，B灯电流瞬间消失，立即熄灭，正确的

3、选项为 D. 2如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45 °的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为(D ) BL22BL2A. 2R2R 2 2BL2BL2 D.4R4R 11解析：线框转动的角速度为.进磁场的过程用时周期，出磁场的过程用时88 12BL2出磁场时产生的感应电流大小都为I，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：R ?1BL2?2BL21IRT?2R×4，解得I4R，D项正确 ?R2 课时作业 一、单项选择题 1自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的

4、，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法不正确的是(B) A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系 C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和内能之间的转换关系 解析：奥斯特实验和法拉第电磁感应现象揭示了磁和电之间的联系，A、C对；焦耳发现了电流的热效应，给出的焦耳定律公式能定量计算热量，揭示电与热的定量关系，D对；欧姆定律是电路规律，不能说明热现象和电现象之间存在联系，B错 2下列说法中正确的是(C) A自感电动势越大，自感系数越大 B线圈中的电流

5、变化越快，自感系数也越大 C插有铁芯时线圈的自感系数会变大 D线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关 解析：线圈的自感系数由线圈本身决定，与线圈的长短、匝数的多少、粗细以及有无铁芯有关，与电流大小、变化快慢、自感电动势的大小均无关故选C项 3将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(C) A感应电动势的大小与线圈的匝数无关 3 B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 解析：由EnA、B错误，C正确B原与B

6、感的方向可相同亦可相反，D错误 t 4一直升机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如 图所示如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则(A) AEfl2B，且a点电势低于b点电势 BE2fl2B，且a点电势低于b点电势 CEfl2B，且a点电势高于b点电势 DE2fl2B，且a点电势高于b点电势 l解析：叶片转动切割磁感线产生的感应电动势EBlvBlfl2B；据右手定则判2 定a点电势低于b点电势，故选项A正确

7、5在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L 为自感线 圈，E为电源，S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正 确的是(C) A合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 B合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭 D合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭 解析：合上开关，b灯先亮，由于L的自感作用，a灯逐渐变亮；断开开关，线圈L和灯b、a组成串联回路，a、b一起变暗直至熄灭故选C. 二、不定项选择题 I6关于EL(CD) t A自感电动势与电流的变化量成正比 B自感电动势与自感系数成正

8、比 C自感电动势与自感系数、电流的变化量没有直接关系 D自感电动势与电流的变化率成正比 4 解析：一个量与几个量有关系时，谈论两个量之间是正比还是反比关系，一定要保持其他量不变才行，故A、B错，C对自感电动势与电流的变化率成正比，这是对的，D对 7某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×105 T一灵敏电压表 连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是(AC) A河北岸的电势较高 B河南岸的电势较高 C电压表记录的电压为9 mV D电压表记录的电压为5 mV 解析：海水

9、在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，A对B错根据法拉第电磁感应定律EBLv4.5×105×100×2 V9×103 V，C对D错 8将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是(BC) A磁通量的变化量 B磁通量的变化率 C感应电流的电流大小 D流过线圈导体横截面中的电荷量 解析：迅速插时磁通量变化率大，产生的感应电流大，B、C对；两种方法，磁通量都是增加，磁通量变化量相同q 横截面中的电荷量相同 9如图所示，理想变压器左线圈与导轨相

10、连接，导体棒ab 可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是(BCD) Aab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高 Bab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高 Cab棒匀减速右滑，c、d两点中c点电势高 Dab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高 解析：ab棒匀速向右滑，产生的感应电流是恒定的，cd中没有电流流过，A错；ab棒匀加速右滑，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的 5 R 磁场，电流从d通过电灯到c，B对；ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，D对；ab棒匀减速右滑，左线圈

11、中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，C对 10穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(ABC ) A图甲中回路产生的感应电动势为零 B图乙中回路产生的感应电动势为一定值 C图丙中回路在0t0时间内产生的感应电动势大于在t02t0时间内产生的感应电动势 D图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变 解析：感应电动势等于磁通量的变化率，在磁通量的图象上磁通量的变化率等于切线的斜率，甲的斜率为零，乙的斜率为一定值，A对、B对；图丙中回路在0t0时间内的斜率大于t02t0时间内的斜率

12、，C对丁图中的斜率先减小再增大，D错误 三、非选择题 11如图所示，U形金属框水平放置，右端与竖直墙壁相连，导体棒ab与框架的两臂垂直放置，ab与框架构成边长l1.0 m的正方形，整个回路的电阻R2 .质量m1 kg的物体c置于水平地面上，并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连，当竖直向上的磁场按Bkt(k为恒量)均匀变化时，物体c对地面的压力F随时间t变化的图象如图所示不考虑一切摩擦，取g10 m/s2. 6 (1)在图中用箭头标出ab棒中感应电流的方向； (2)求出k的值 解析：(1)感应电流方向由b指向a. (2)EBSkl2， tt Ekl2回路中的感应电流I RR ab所受安培力： kl2k

13、2l3tFBIl×l. RR t5 s时，安培力大小等于c的重力10 N，即： k2×13×510，得k2 V/m2(或2 T/s) 2 答案：(1)由b指向a (2)2 V/m2(或2 T/s) 12如图(1)甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r0.1 m的有20匝的线圈套在辐射状永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，如图(1)乙所示在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T，线圈的电阻为2 ，它的引出线接有8 的小灯泡L.外力推动线圈框架的P端，使线圈做往复运动，便有电流通过小灯泡当线圈向右的位移随时间变化的规律如图(2)所

14、示时：取x向右为正，试求： 7 (1)在图(3)中画出感应电流随时间变化的图象(在图(1)中取电流经L由CD为正)； (2)每一次推动线圈运动过程中的作用力大小； (3)该发电机输出的功率(摩擦等损耗不计) x解析：(1)从图(2)可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为vt 0.08m/s0.8 m/s. 0.1 线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势： E2EnBLvnBv2r20×0.2×0.8×2×3.14×0.1 V2 V，感应电流IAR1R282 0.2 A. 根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，产生的感应电流方向

15、为负，可得到如图所示的图象 (2)由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力须等于安培力，即FFnnBILnBI2r20×0.2×0.2×2×3.14×0.1 N0.5 N. 8 (3)发电机的输出功率即小灯泡的电功率 PI2R20.22×8 W0.32 W. 答案：(1)见解析图 (2)0.5 N (3)0.32 W 13如图(A)所示，固定于水平桌面上的金属架cdef，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B0，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时adeb构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r，其余

16、部分的电阻不计从t0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感应强度变化率的大小为k?k?B.求： t? (1)用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止，写出F的大小随时间t变化的关系式 (2)如果竖直向下的磁场是非均匀增大的(即k不是常数)，金属棒以速度v0向什么方向匀速运动时，可使金属棒中始终不产生感应电流，写出该磁感应强度Bt随时间t变化的关系式 (3)如果非均匀变化磁场在0t1时间内的方向竖直向下，在t1t2时间内的方向竖直向上，若t0时刻和t1时刻磁感应强度的大小均为B0，且adeb的面积均为l2.当金属棒按图 (B)中的规律运动时，为使金属棒中始终不产生感应电流，请在图(C)中画出变化的磁场的磁 lt1t0t2t1<. 感应强度Bt随时间变化的图象?v ? 9 解析：(1)E Ekl2I， rrBkl2， tt 因为金属棒始终静止，在t时刻磁场的磁感应强度为BtB0kt，所以F外FABIl kl2kl3k2l2(B0k