2023版高考物理一轮复习第9章电磁感应第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流模拟新人教版选修3-2

PAGEPAGE2法拉第电磁感应定律自感和涡流1．(2022·辽宁本溪一模)如下图，灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R，L是带铁芯的理想线圈，电源的内阻不计。开关S1、S2均闭合后电路到达稳定。电路中的各种元件均在平安范围之内。以下判断中正确的选项是eq\x(导学号51343022)(C)A．灯泡A中有电流通过，方向为a→bB．将S1断开的瞬间，灯泡A、B同时熄灭C．将S1断开的瞬间，通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D．将S2断开，电路到达稳定，灯泡A、B的亮度相同[解析]开关S1、S2均闭合且电路到达稳定，线圈L把灯A短路，灯A中没有电流，A错误；将S1断开的瞬间，灯泡B熄灭，A灯闪亮一下再熄灭，B错误；流过L的电流等于通过B灯和电阻R两支路的电流之和，所以将S1断开的瞬间，通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大，C正确；将S2断开，电路到达稳定，灯A的亮度要比灯B暗，D错误。2．(多项选择)(2022·陕西汉中期末)如下图，S和P是半径为a的环形导线的两端点，OP间电阻为R，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直环面，金属棒OQ与环形导线接触，以角速度ω绕O点无摩擦匀速转动时，那么eq\x(导学号51343023)(AB)A．电阻R两端的电压为eq\f(Bωa2,2) B．电阻R消耗的功率为eq\f(B2ω2a4,4R)C．金属棒受的安培力为eq\f(B2ωa2,2R) D．外力对OQ做功的功率为eq\f(B2ω2a4,2R)[解析]OQ产生的电动势E＝Baeq\x\to(v)＝eq\f(Ba2ω,2)，因为只有OP间有电阻，所以电阻R两端的电压为eq\f(Bωa2,2)，A正确；电阻R消耗的功率为P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(B2ω2a4,4R)，B正确；电路中电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Ba2ω,2R)，金属棒受的安培力F＝BIa＝eq\f(B2a3ω,2R)，C错误；外力对OQ做功的功率为P′＝P＝eq\f(B2ω2a4,4R)，D错误。3．(2022·浙江理综)如下图，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，那么eq\x(导学号51343024)(B)A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶1[解析]由于磁感应强度随时间均匀增大，那么根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，故A项错误；根据法拉第电磁感应定律E＝Neq\f(ΔΦ,Δt)＝NSeq\f(ΔB,Δt)，而磁感应强度均匀变化，即eq\f(ΔB,Δt)恒定，那么a、b线圈中的感应电动势之比为eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(Sa,Sb)＝eq\f(l\o\al(2,a),l\o\al(2,b))＝9，故B项正确；根据电阻定律R＝ρeq\f(l,S′)，且L＝4Nl，那么eq\f(Ra,Rb)＝eq\f(la,lb)＝3，由闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R)，得a、b线圈中的感应电流之比为eq\f(Ia,Ib)＝eq\f(Ea,Eb)·eq\f(Rb,Ra)＝3，故C项错误；由功率公式P＝I2R知，a、b线圈中的电功率之比为eq\f(Pa,Pb)＝eq\f(I\o\al(2,a),I\o\al(2,b))·eq\f(Ra,Rb)＝27，故D项错误。4．(多项选择)(2022·全国卷Ⅱ)法拉第圆盘发电机的示意图如下图。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343025)(AB)A．假设圆盘转动的角速度恒定，那么电流大小恒定B．假设从上向下看，圆盘顺时针转动，那么电流沿a到b的方向流动C．假设圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，那么电流方向可能发生变化D．假设圆盘转动的角速度变为原来的2倍，那么电流在R上的热功率也变为原来的2倍[解析]设圆盘的半径为r，圆盘转动的角速度为ω，那么圆盘转动产生的电动势为E＝eq\f(1,2)Brω2，可知，转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A项正确；根据右手定那么可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿a到b的方向流动，B项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C项错误；假设圆盘转动的角速度变为原来的2倍，那么电动势变为原来的4倍，电流变为原来的4倍，由P＝I2R可知，电阻R上的热功率变为原来的16倍，D项错误。5．(2022·江苏物理)据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号〞空间站飞过太阳的瞬间。照片中，“天宫一号〞的太阳帆板轮廓清晰可见．如下图，假设“天宫一号〞正以速度v＝7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L＝20m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B＝1.0×10－5T，将太阳帆板视为导体。eq\x(导学号51343026)(1)求M、N间感应电动势的大小E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W〞的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻。试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R＝6.4×103km，地球外表的重力加速度g＝9.8m/s2，试估算“天宫一号〞距离地球外表的高度[答案](1)1.54V(2)见解析(3)4×105[解析](1)由法拉第电磁感应定律E＝BLv代入数据得E＝1.54