高三物理复习测试专题9《电磁感应》第2课时《法拉第电磁感应定律 自感》

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2课时法拉第电磁感应定律自感要点一感应电动势即学即用1.如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦地滑动。此时abed构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0。（1)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图中标出感应电流的方向。(2）在上述（1）的情况中，棒始终保持静止,当t=t1时,垂直于棒的水平拉力为多少?（3）若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化？（写出B与t的关系式)答案（1)方向见右图（2）（B0+kt1）要点二感应电动势大小的计算即学即用2。（2009·漠河模拟）一个半径为r的圆形铝环由静止开始在均匀向外辐射的磁场中下落，设圆环平面下落时始终保持水平，圆环处磁场的磁感应强度大小为B，如图所示.已知圆环的铝线半径为r0，密度为ρ0，电阻率为ρ，磁场范围足够大，试求圆环下落的稳定速度.答案要点三自感现象与日光灯即学即用3。在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是 （)A.日光灯点燃后,镇流器、启动器都不起作用B。镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃灯管后起降压限流作用C.日光灯点亮后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉D。日光灯点亮后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗答案BC题型1感应电荷量的计算【例1】如图所示,边长为a,总电阻为R的闭合正方形单匝线框,放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感线与线框平面垂直。当线框由图示位置转过180°角过程中,流过线框导线横截面的电荷量是多少？答案题型2自感现象【例2】如图所示,A、B、C是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈.现将S闭合，下面说法正确的是 （）A。B、C灯同时亮,A灯后亮B.A、B、C灯同时亮,然后A灯逐渐变暗,最后熄灭C.A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D.A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化题型3情景建模【例3】某期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆,航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空中飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖拽力，它还能清理“太空垃圾”等.从1967年至1999年的17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功.该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。图为飞缆系统的简化模型示意图,图中两个物体P、（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.设缆索中无电流,问缆索P、Q哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP,求P、Q两端的电势差。（2）设缆索的电阻为R1，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流,相应的电阻为R2,求缆索所受的安培力多大？（3）求缆索对Q的拉力FQ.答案(1）BlvP (2)（3）mQ1。如图所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,下列叙述中正确的是 (）A.S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B.S1、S2接通，S3断开,日光灯就能正常发光C。S3断开,接通S1、S2后，再断开S2,日光灯就能正常发光D。当日光灯正常发光后,再接通S3,日光灯仍能正常发光答案C2.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接,如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是 （)A。磁感应强度B竖直向上且正增强，B.磁感应强度B竖直向下且正增强,C。磁感应强度B竖直向上且正减弱,D。磁感应强度B竖直向下且正减弱，答案C3.（2009·许昌模拟）如图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6。0Ω,定值电阻R=2.0Ω,AB间电压U=6.0V，开关S原来闭合,电路处于稳定状态，在t1=1。0×10—3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示.(1）求出线圈L的直流电阻RL。(2）在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向。（3)在t2=1。6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?答案（1)2。0Ω （2）向左 （3）3。0V4。如图所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为b,电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电荷量q为多少?答案1。如图所示,两线圈在同一平面内同心放置，a中有电流I通过，在下列哪些情况中,线圈b有向外扩张的趋势 （）A.a中电流沿顺时针方向并逐渐增大 B.a中电流沿顺时针方向并逐渐减小C。a中电流沿逆时针方向并逐渐减小 D。无论a中电流方向如何，只要逐渐增大答案AD2。电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 （）A.从a到b,上极板带正电 B。从a到b,下极板带正电C。从b到a，上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电答案D3。（2009·菏泽月考）条形磁铁放在光滑的水平面上，以条形磁铁的中央位置的正上方某点为圆心，水平固定一铜质圆环如图所示,不计空气阻力,以下判断中正确的是（）A。释放圆环,下落过程中环的机械能守恒B。释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C。给磁铁水平向右的初速度,磁铁向右运动的过程中做减速运动D。给磁铁水平向右的初速度,圆环将受到向左的磁场力答案AC4.如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态.若条形磁铁突然插入线圈时,小球的运动情况是 （）A。向左摆动 B。向右摆动C。保持静止 D。无法判定答案A5。绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、开关相连,如A。铝环停留在这一高度,直到开关断开铝环回落B。铝环不断升高,直到断开开关铝环回落C。铝环回落,断开开关时铝环又跳起D。铝环回落,断开开关时铝环不再跳起答案DA.合上开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B。合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿才熄灭D.断开开关S切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭答案AD7.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd。b、d间连有一固定电阻R，导线电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内）.现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动.令表示MN两端电压的大小,则 （）A.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到dB.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到bC.U=Blv，流过固定电阻R的感应电流由b到dD。U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到b答案A8.如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的大小和方向是（金属圆盘的电阻不计） （)A.由c到d，I=Br2ω/R B。由d到c，I=Br2ω/RC.由c到d，I=Br2ω/（2R） D。由d到c,I=Br2ω/（2R）答案D9.(2009·济宁一中月考）如图所示,平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面。一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计.当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是(）A. B. C. D。答案D10增大一倍；②再以速率v移动c,使它与Oa的距离减小一半;③然后，再以速率2v移动c,使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处.设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则（）A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4 C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D。Q1≠Q2=Q3≠Q4答案A11.如图所示，一边长为L的正方形金属框，质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘.金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外,磁场随时间均匀变化且满足B=kt规律，已知细线所能承受的最大拉力T=2mg,求从t=0时刻起，经多长时间细线会被拉断.答案12.如图所示，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环,圆环所在的平面与磁感线垂直。OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀pF,圆环和连接导线的电阻忽略不计,则:(1)电容器的带电荷量是多少？哪个极板带正电？(2）电路中消耗的电功率是多少？答案(1）4.9×10-10C13.半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直，如图所示，其中a=0。4m，b=0