【紅對(duì)勾】2020高考物理 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流課時(shí)作業(yè)

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1、課時(shí)作業(yè)28　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感　渦流 時(shí)間：45分鐘　　滿分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．穿過(guò)一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 V B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2 V C．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2 V D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)勢(shì)小于2 V 解析：由E＝知：ΔΦ/Δt恒定，所以E＝2 V. 答案：C 2．下列關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

2、一定越大 C．線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D．線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，與磁通量的大小、磁通量的變化和磁感應(yīng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故只有D項(xiàng)正確． 答案：D 3．如圖1所示，MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過(guò)金屬棒中的電流為(　　) 圖1 A．I＝

3、　　　　　　　　 B．I＝ C．I＝ D．I＝ 解析：因?yàn)閷?dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 又因?yàn)轭}中L的有效長(zhǎng)度為，故E＝Bv 據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝. 答案：B 圖2 4．如圖2所示是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖．將銅盤(pán)放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤(pán)；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤(pán)的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤(pán)半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)的角速度為ω.則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．回路中有大小和方向作周期性變化的電流 B．回路中電流

4、大小恒定，且等于 C．回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán) D．若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤(pán)的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，燈泡中也會(huì)有電流流過(guò) 解析：銅盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流I＝，A錯(cuò)B對(duì)；由右手定則可知銅盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán)，C正確；若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤(pán)的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)時(shí)閉合回路磁通量不發(fā)生變化，燈泡中沒(méi)有電流流過(guò)，D錯(cuò)誤． 答案：BC 圖3 5．一個(gè)由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖3所示，線圈平面與磁場(chǎng)方向成60°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度

5、隨時(shí)間均勻變化，用下列哪種方法可使感應(yīng)電流增加一倍(　　) A．把線圈匝數(shù)增加一倍 B．把線圈面積增加一倍 C．把線圈半徑增加一倍 D．改變線圈與磁場(chǎng)方向的夾角 解析：設(shè)導(dǎo)線的電阻率為ρ，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，則I＝＝＝＝··sinθ可見(jiàn)將r增加一倍，I增加1倍，將線圈與磁場(chǎng)方向的夾角改變時(shí)，sinθ不能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍(因sinθ最大值為1)，若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加(－1)倍，電流增加(－1)倍，I與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)． 答案：C 圖4 6．如圖4所示的電路中，線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

6、 A．S閉合后，LA、LB同時(shí)發(fā)光且亮度不變 B．S閉合后，LA立即發(fā)光，然后又逐漸熄滅 C．S斷開(kāi)的瞬間，LA、LB同時(shí)熄滅 D．S斷開(kāi)的瞬間，LA再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅 解析：線圈對(duì)變化的電流有阻礙作用，開(kāi)關(guān)接通時(shí)，LA、LB串聯(lián)， 同時(shí)發(fā)光，但電流穩(wěn)定后線圈的直流電阻忽略不計(jì)，使LA被短路，所以A錯(cuò)誤，B正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈阻礙電流變小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，使LA再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅，所以C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 7. 圖5 如圖5所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，

7、把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少．以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快 C．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大 解析：在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化率成正比，電流變化的頻率越高，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，由歐姆定律I＝知產(chǎn)生的渦流越大，又P＝I2R，R越大P越大，焊縫處的溫度升高得越快． 答案：AD 8．(2020·浙江高考)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于

8、紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖6甲所示．有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖6乙所示．在t＝0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒．則以下說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．第2秒內(nèi)上極板為正極 B．第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極 C．第2秒末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置 D．第2秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2πr2/d 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小(即電容器兩極間電壓大小)始終為0.1πr2，由楞次定律可判定0～1 s下極板為正極、1～3 s上極板為正極，3～4 s下極板為正極，選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤；第2 s末微粒離原位置最遠(yuǎn)

9、，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 圖7 答案：A 二、計(jì)算題(3×12′＝36′) 9．(2020·全國(guó)卷Ⅱ) 圖8 如圖8，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率＝k，k為負(fù)的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的方框．將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中．求： (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??； (2)磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率． 解析：(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε＝① ΔΦ＝l2ΔB② 導(dǎo)線框中的電流為I＝③ 式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有R＝ρ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得I＝⑤ (2)導(dǎo)線框所受磁場(chǎng)的作用力的大

10、小為f＝BIl⑥ 它隨時(shí)間的變化率為＝Il⑦ 由⑤⑦式得＝⑧ 圖9 10．(2020·山東濟(jì)寧質(zhì)檢)如圖9所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，金屬棒AD長(zhǎng)0.4 m，與框架寬度相同，電阻r＝1.3 Ω，框架電阻不計(jì)，電阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.當(dāng)金屬棒以5 m/s速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求： (1)流過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流為多大？ (2)若圖中電容器C為0.3 μF，則電容器中儲(chǔ)存多少電荷量？ 解析：(1)棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝0.2 V 外電阻R＝＝ Ω 通過(guò)棒的感應(yīng)電流I＝＝0.1 A (2)電容器兩板間的電壓U＝IR＝ V 帶電量Q＝CU＝2×10－8 C

11、 答案：(1)0.1 A　(2)2×10－8 C 11．(2020·廣州三校聯(lián)考)如圖10甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L＝0.2 m，電阻R＝0.4 Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝0.1 Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表示數(shù)U隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示．求： 圖10 (1)金屬桿在5 s末的運(yùn)動(dòng)速率； (2)第4 s末時(shí)外力F的功率． 解析：(1)因?yàn)椋篣＝R，a＝ 所以：＝·　即：a＝0.5 m/s2 金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)v5＝at5＝2.5 m/s (2)v4＝at4＝2 m/s，此時(shí)：I＝＝0.4 A F安＝BIL＝0.04 N 對(duì)金屬棒：F－F安＝ma，F(xiàn)＝0.09 N 故：PF＝Fv4＝0.18 W 答案：(1)2.5 m/s　(2)0.18 W