（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 考點(diǎn)強(qiáng)化練28 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感

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1、（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 考點(diǎn)強(qiáng)化練28 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感1.(多選)如圖甲所示線圈的匝數(shù)n=100匝,橫截面積S=50 cm2,線圈總電阻r=10 ,沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng),設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示變化,則在開始的0.1 s內(nèi)()A.磁通量的變化量為0.25 WbB.磁通量的變化率為2.510-2 Wb/sC.a、b間電壓為0D.在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí),電流表的示數(shù)為0.25 A2.如圖所示,邊長(zhǎng)為a的導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,bc邊與磁場(chǎng)右邊界重合。現(xiàn)發(fā)生以下兩個(gè)過程:一是僅讓線框以垂直于邊界的速度

2、v勻速向右運(yùn)動(dòng);二是僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化。若導(dǎo)線框在上述兩個(gè)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等,則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為()A.B.C.D.3.如圖所示,一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對(duì)角線勻速運(yùn)動(dòng),穿過具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,已知對(duì)角線AC的長(zhǎng)度為磁場(chǎng)寬度的兩倍且與磁場(chǎng)邊界垂直。下面對(duì)于線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象(電流以ABCD順序流向?yàn)檎较?從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí))正確的是()4.(2017臺(tái)州聯(lián)考)(多選)渦流檢測(cè)是工業(yè)上無損檢測(cè)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(cè)工件時(shí),工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流,同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會(huì)發(fā)生變化,下列說法正確的

3、是()A.渦流的磁場(chǎng)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頻率C.通電線圈和待測(cè)工件間存在周期性變化的作用力D.待測(cè)工件可以是塑料或橡膠制品5.如圖所示,a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,邊長(zhǎng)la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則()A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.a、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為91C.a、b線圈中感應(yīng)電流之比為34D.a、b線圈中電功率之比為316.如圖所示,金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上,棒ab與框架接觸良好。從某一時(shí)刻開始,給這個(gè)空

4、間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),并且磁場(chǎng)均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場(chǎng)均勻增加的過程中,關(guān)于ab棒受到的摩擦力,下列說法正確的是()A.摩擦力大小不變,方向向右B.摩擦力變大,方向向右C.摩擦力變大,方向向左D.摩擦力變小,方向向左7.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接。下列說法正確的是()A.開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D.開關(guān)閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)8.如圖所示

5、,均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合;磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小,下列選項(xiàng)正確的是()A.B.C.D.9.(多選)如圖所示,水平放置的U形框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻,放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由靜止開始運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)

6、到v,半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r,其余電阻不計(jì)。下列說法正確的是()A.此時(shí)AC兩端電壓為UAC=2BLvB.此時(shí)AC兩端電壓為UAC=C.此過程中電路產(chǎn)生的電熱為Q=Fd-mv2D.此過程中通過電阻R0的電荷量為q=10.如圖所示,半徑R=0.2 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,一根長(zhǎng)也為R的金屬棒一端與導(dǎo)軌接觸良好,另一端固定在圓心處的導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸上。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T。一對(duì)長(zhǎng)L=0.2 m的金屬板A、B水平放置,兩板間距d=0.1 m。從導(dǎo)軌引出導(dǎo)線與上板連接,通過電刷從轉(zhuǎn)軸引出導(dǎo)線與下板連接。有一質(zhì)量m=1.010-5 kg,電荷量q=-

7、5.010-6 C的微粒,以v0=2 m/s的速度從兩板正中水平射入。求:(1)金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度多大時(shí),微粒能做勻速直線運(yùn)動(dòng)?(2)金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度至少多大時(shí),微粒會(huì)碰到上極板A?11.如圖所示,兩個(gè)完全相同的線圈從同一高度自由下落,途中在不同高度處通過兩個(gè)寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后落到水平地面上。設(shè)兩線圈著地時(shí)動(dòng)能分別為Eka和Ekb,通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中流過線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量分別為qa和qb,則下列判斷正確的有()A.Eka=Ekb、qaEkb、qaqbC.EkaEkb、qa=qbD.EkaEkb、qa=qb12.(多選)如圖所示,不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑

8、、豎直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2 kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間,與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為1 m的正方形,其有效電阻為0.1 。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t) T,圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颉？?、擋板和桿不計(jì)形變。則()A.t=1 s時(shí),金屬桿中感應(yīng)電流方向從C至DB.t=3 s時(shí),金屬桿中感應(yīng)電流方向從D至CC.t=1 s時(shí),金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1 ND.t=3 s時(shí),金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為1.2 N13.如圖所示,光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,間距為l,其左端

9、接一電阻為R、額定電壓為U的燈泡,其阻值可視作恒定。在虛線MN的右側(cè)存在豎直向下的、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)在MN左側(cè)的適當(dāng)位置垂直導(dǎo)軌放置一根電阻為r的導(dǎo)體棒。棒在恒定的外力F的作用下,向右做加速運(yùn)動(dòng),在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),恰使燈泡正常發(fā)光,隨后燈泡逐漸變暗,最終穩(wěn)定在一個(gè)不到正常發(fā)光的亮度。則:(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度多大?(2)燈泡亮度穩(wěn)定時(shí)的導(dǎo)體棒速度是多少?考點(diǎn)強(qiáng)化練28法拉第電磁感應(yīng)定律自感1.BD通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),若設(shè)2=B2S為正,則線圈中磁通量的變化量為=B2S-(-B1S),代入數(shù)據(jù)即=(0.1+0.4)5010-4 Wb=2.510-3 Wb,A錯(cuò);磁通量的變化率

10、 Wb/s=2.510-2 Wb/s,B正確;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)a、b間斷開時(shí),其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=n=2.5 V且恒定,C錯(cuò);在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路,回路總電阻即為線圈的總電阻,故感應(yīng)電流大小I= A=0.25 A,D正確。2.B線框以垂直于邊界的速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=B0av,感應(yīng)電流為I=。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,E=a2,E=IR,聯(lián)立得a2=B0av,得。3.B利用“增反減同”,線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿過線框的磁通量最大的過程中,電流沿逆時(shí)針方向,且先增大后減小;從穿過線框的磁通量

11、最大的位置到離開磁場(chǎng)的過程中,電流沿順時(shí)針方向,且先增大后減小。設(shè)C為,剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的切割有效長(zhǎng)度為2tanvt,所以電流與t成正比,只有B項(xiàng)正確。4.ABC根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,故渦流的磁場(chǎng)總是要阻礙穿過工件磁通量的變化,選項(xiàng)A正確;感應(yīng)電流的頻率與原電流的頻率是相同的,渦流的頻率等于通入線圈的交變電流頻率,選項(xiàng)B正確;因?yàn)榫€圈交變電流是周期性變化的,故在工件中引起的交變電流也是周期性變化的,可知通電線圈和待測(cè)工件間存在周期性變化的作用力,選項(xiàng)C正確;電磁感應(yīng)只能發(fā)生在金屬物體上,故待測(cè)工件只能是金屬制品,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.B由楞次定律可判斷,兩線

12、圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由E=nS,S=l2,R=,I=,P=,可知EaEb=91,IaIb=31,PaPb=271,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。6.B由法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定則知,ab中產(chǎn)生的電流的大小恒定,方向由b到a,由左手定則,ab受到的安培力方向向左下方,F=BIL,由于B均勻變大,F變大,F的水平分量Fx變大,靜摩擦力Ff=Fx變大,方向向右,B正確。7.A開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會(huì)引起穿過線圈B的磁通量變化,從而引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),A正確;線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間,線圈B的磁通量會(huì)發(fā)生變化,電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;開關(guān)閉合后,滑

13、動(dòng)變阻器的滑片P無論勻速滑動(dòng)還是加速滑動(dòng),都會(huì)導(dǎo)致線圈A的電流發(fā)生變化,繼而引起通過線圈B的磁通量變化,電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),C、D錯(cuò)誤。8.C線框轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流I1=;線框中磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2=,要使二者相等,需,故C項(xiàng)正確。9.BDAC的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2BLv,兩端電壓為UAC=,A錯(cuò),B對(duì);由功能關(guān)系得Fd=mv2+Q+Q摩,C錯(cuò);此過程中平均感應(yīng)電流為I=,通過電阻R0的電荷量為q=It=,D對(duì)。10.答案 (1)50 rad/s(2)100 rad/s解析 (1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:U=BR2根據(jù)平衡條件可得mg=qE因?yàn)镋=所以mg=qBR2,解出=50 rad/

14、s。(2)微粒恰好碰到上面金屬板邊緣時(shí),微粒向上的加速度大小為a()2a=10 m/s2B1R2-mg=ma解得1=100 rad/s。11.C令線圈電阻為R,切割磁感線的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),所以兩線圈在進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的安培力為F=,因兩線圈在進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)對(duì)應(yīng)速度滿足vaEkb;而線圈在通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中流過線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量為q=t=t=,即qa=qb,C對(duì)。12.AC由楞次定律的“增反減同”的原理,可判斷出t=1 s時(shí)金屬桿中的電流方向時(shí)從C到D,A選項(xiàng)正確;t=3 s時(shí)磁場(chǎng)反向增強(qiáng),金屬桿中的電流方向仍是從C到D,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律E=0.1 V,感應(yīng)電流為I=1 A,當(dāng)t=1 s時(shí),B1=0.2 T,安培力F1=ILB1,方向斜向右上方,則金屬桿受到P的彈力FN1=ILB1sin 30=0.1 N,故C選項(xiàng)正確;當(dāng)t=3 s時(shí),B2=-0.2 T,安培力F2=ILB2,方向斜向右下方,則金屬桿受到H的彈力FN2=ILB2sin 30=0.1 N,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。13.答案 (1)(2)解析 (1)令金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,由于燈泡正常發(fā)光,有E=BLv,U=E解得v=。(2)令金屬棒最終穩(wěn)定速度為v,由于穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)體棒將勻速,有E=BLvI=F=BIL=解得v=。