物理一轮复习精练精析《金学案》(粤教):法拉第电磁感应 定律 自感_第1页
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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课法拉第电磁感应定律自感题号123456789答案一、单项选择题1.(2014·龙岩模拟)如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场区域运动到位置2,下列说法中正确的是()A.线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流越越大D.线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且感应电流越越大解析:线圈进入匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电动势越大,感应电流越大,A项正确;整个线圈在匀强磁场中无论是匀速、加速还是减速运动,磁通量都不发生变化,线圈中没有感应电流产生,B、C项错误;线圈穿出匀强磁场区域的过程中,磁通量发生变化,线圈中有感应电流,感应电流大小与运动的速度有关,匀速运动感应电流不变,加速运动感应电流增大,D项错误.答案:A2.(2014·万州区模拟)如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,线圈电阻不计,边长为L,匝数为N,线圈内接有阻值为R的电阻,过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为B.当线圈绕OO′转过90°时,通过电阻R的电荷量为()A。eq\f(BL2,2R) B。eq\f(NBL2,2R) C.eq\f(BL2,R) D。eq\f(NBL2,R)解析:初状态时,通过线圈的磁通量为Φ1=eq\f(BL2,2),当线圈转过90°时,通过线圈的磁通量为0,由q=IΔt,I=eq\f(E,R),E=Neq\f(ΔΦ,Δt),得q=Neq\f(ΔΦ,R),可得通过电阻R的电荷量为eq\f(NBL2,2R).答案:B3。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为e1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,所产生的感应电动势大小变为e2。则e1与e2之比及通过电阻R的感应电流方向为()A.21,b→a B.12,a→bC.21,a→b D.12,b→a解析:根据E=BLv可知,当L、v不变,B增大到原的2倍时,电动势也增大到原的2倍,即e1e2=12;由右手定则可知PQ的电流方向为Q→P,则通过R的电流方向为a→b。答案:B4.(2014·潮州模拟)如图所示电路中电内阻不能忽略,R的阻值和L的自感系数都很大,A、B为两个完全相同的灯泡,当S闭合时,下列说法正确的是()A.A比B先亮,然后A灭B.B比A先亮,然后B逐渐变暗C.A、B一起亮,然后A灭D.A、B一起亮,然后B灭解析:S闭合时,由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大,故在线圈上产生很大的自感电动势,阻碍电流的增大,所以B比A先亮,故选项A、C、D错误;稳定后,L对电流阻碍作用变得很小,外电路路端电压变小,流过B灯支路的电流变小,所以B灯逐渐变暗,故B项正确.答案:B二、双项选择题5.如图所示为一光滑轨道,其中MN部分为一段对称的圆弧,两侧的直导轨与圆弧相切,在MN部分有如图所示的匀强磁场,有一较小的金属环如图放置在P点,金属环由静止自由释放,经很多次回运动后,下列判断正确的有()A.金属环不能上升到与P等高处B.金属环最终将静止在最低点C.金属环上升的最大高度与MN等高D.金属环上升的最大高度一直在变小解析:金属环在进入磁场以及穿出磁场的过程中,都将产生涡流,机械能转化为内能,金属环的动能变小.当金属环只在磁场中运动时,不再产生涡流,最后将在MN之间回运动,所以最后上升的最大高度与MN等高.答案:AC6.闭合回路由电阻R与导线组成,其内部磁场大小按B-t图象变化,方向如图所示,则回路中()A.电流方向为顺时针方向B.电流强度越越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越越大解析:由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向,A项正确;由法拉第电磁感应定律E=Neq\f(ΔΦ,Δt)可得,E=Neq\f(ΔB,Δt)S,由题图可知eq\f(ΔB,Δt)是恒量,所以电动势恒定,D项错误;根据欧姆定律,电路中电流是不变的,B项错误;由于磁场均匀增加,线圈面积不变,所以磁通量的变化率恒定不变,C项正确.答案:AC7。如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论中正确的是()A.感应电流方向改变B.感应电流方向不变C.感应电动势始终为BavD.感应电动势的最大值为Bav解析:由楞次定律可知,闭合回路从一进入至完全进入磁场,磁通量一直在增大,故电流方向只有一个;当半圆闭合回路一半进入磁场时,即这时等效长度最大为a,这时感应电动势最大Em=Bav.答案:BD8.(2013·广州模拟)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4。5×10-5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,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2m/s。下列说法正确的是()A.电压表记录的电压为5mVB.电压表记录的电压为9mVC.河南岸的电势较高D.河北岸的电势较高解析:可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体平动切割地磁场的磁感线,产生感应电动势,E=BLv=9mV,B项正确;由右手定则可知,感应电流方向由南向北,故河北岸的电势较高,D项正确.答案:BD9.如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时()A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为2BLv0C.回路中感应电流的方向为顺时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相反解析:正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时,穿过回路的磁通量等值反向,A项正确;根据E=BLv,有E=BLv0+BLv0=2BLv0,B项正确;由右手定则可判断回路中感应电流的方向为逆时针方向,C项错误;由左手定则可判断,回路中ab边与cd边所受安培力方向均向左,D项错误.答案:AB三、非选择题10.如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1=0。5m,金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2=0.8m,整个闭合回路的电阻为R=0.2Ω,磁感应强度为B0=1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路.ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m=0。04kg的物体,不计一切摩擦,现使磁场以eq\f(ΔB,Δt)=0.2T/s的变化率均匀地增大.求:(1)金属棒上电流的方向.(2)感应电动势的大小.(3)物体刚好离开地面的时间(g=10m/s2).解析:(1)由楞次定律可以判断,金属棒上的电流由a到d.(2)由法拉第电磁感应定律得:E=eq\f(ΔΦ,Δt)=Seq\f(ΔB,Δt)=0.08V.(3)物体刚要离开地面时,其受到的拉力F=mg而拉力F又等于棒所受的安培力.即mg=F安=BIL1其中B=B0+eq\f(ΔB,Δt)tI=eq\f(E,R)解得t=5s。答案:(1)由a到d(2)0。08V(3)5s11.如图所示,宽为L的光滑平行长金属导轨与水平面夹角为θ,与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m的金属棒ab垂直两导轨放置,其电阻为r。两导轨由R的电阻在下端相连,其余电阻不计.求ab沿轨道向下运动的最大速度.解析:由于重力的作用,金属棒ab向下运动做切割磁感线产生感应电流,由右手定则可知方向从b→a,这时磁场对它产生了作用,由左手定则知ab受到的安培力沿斜面向上;由于开始速度小感应电流小,ab所受的安培力小,故做加速运动,随着其速度的增大,安培力也增大,当安培力等于重力沿斜面向下的分量,ab做匀速运动时,其速度最大,设此时的速度为v,根据法拉第电磁感应定律,有:E=BLv。根据闭合电路的欧姆定律,有:I=eq\f(E,R+r)=eq\f(BLv,R+r).根据安培力公式,有:F安=BIL=eq\f(B2L2v,R+r).根据力的平衡条件,有:mg·sinθ=F安=eq\f(B2L2v,R+r),解得:v=eq\f(mg·sinθ·R+r,B2L2)。答案:eq\f(mg·sinθ·R+r,B2L2)12.(2012·广州测试)如图所示,相距L的光滑金属导轨,半径为R的eq\f(1,4)圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面,MNQP范围内有方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场.金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好,cd静止在磁场中;ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与cd没有接触.已知ab的质量为m、电阻为r,cd的质量为3m、电阻为r.金属导轨电阻不计,重力加速度为g。(1)求ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小;(2)在图中标出ab刚进入磁场时cd棒中的电流方向;(3)若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半.求cd离开磁场瞬间,ab受到的安培力大小.解析:(1)设ab到达圆弧底端时受到的支持力大小为FN,ab下滑过程机械能守恒,有:mgR=eq\f(1,2)mv2①由牛顿第二定律得:FN-mg=eq\f(mv2,R)②联立①②得:FN=3mg。③(2)如图(3)设cd离开磁场时ab在磁场中的速度vab

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