【2017優(yōu)化探究一輪復習習題】第9章-第2講法拉第電磁感應定律自感渦流

1、隨堂反饋1. 將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直.關 于線圈中產生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是 （）A .感應電動勢的大小與線圈的匝數無關B. 穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D. 感應電流產生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：由法拉第電磁感應定律E= n普知，感應電動勢的大小與線圈匝數有關,A錯誤；感應電動勢正比于 飛，與磁通量的大小無直接關系，B錯誤，C正確;根據楞次定律知，感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化，即“增反減同” ，D錯誤.答案：C2. 如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其

2、直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場 邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為 Bo.使該線框 從靜止開始繞過圓心 0、垂直于半圓面的軸以角速度 3勻速轉動半周，在線框 中產生感應電流.現使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變 化.為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流， 磁感應強度隨時間的變化 率石的大小應為（）4 wBoA. ncoBoc.；B.辿nwBoD.云解析：設圓的半徑為r,當其繞過圓心0的軸勻速轉動時，圓弧部分不切割磁感線，不產生感應電動勢,而在轉過半周的過程中僅有一半直徑在磁場中，產生的r 1 B 2感應電動勢E= Bor v = Bor寸=2B

3、or23;當線框不動時，E.由閉合電路歐姆定律得1= R，要使1 = I'，必須使E= E，即石=，C正確.答案：C3. 某同學為了驗證斷電自感現象，自己找來帶鐵芯的線圈和電池組E,用導線將它們連接成如圖所示的電路.檢查電路后，閉合開關 小燈泡發(fā)光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現象.L、小燈泡A、開關SS， 雖經多次重復，他冥思苦想找不出原因.你認為最有A .電源的內阻較大C.線圈電阻偏大B .小燈泡電阻偏大D .線圈的自感系數較大仍未見老師演示時出現的小燈泡閃亮現象， 可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）解析：由自感規(guī)律可知，在開關斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時熄滅的原因是:

4、 線圈中產生了與原電流同向的自感電流， 且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流.斷開 開關S,線圈與燈泡構成閉合的自感回路，與電源無關，故A錯誤.開關S閉合, 電路穩(wěn)定，燈泡正常發(fā)光時，如果電感線圈L的電阻比燈泡的電阻大，則電感線 圈L中的電流Il比燈泡A中的電流Ia??；開關S斷開，由于自感現象，L和A 構成回路，使L和A中的電流從Il開始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現象，B錯誤，C正確.自感系數越大，延時越明顯，與是否閃亮無關，D錯誤.答案：C4. （多選）（2015高考山東卷）如圖所示，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉動.現施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速.在

5、圓盤減速過程中，以下說法正確的是（）©）A .處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高B. 所加磁場越強越易使圓盤停止轉動C若所加磁場反向，圓盤將加速轉動D.若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉動解析：將圓盤看成很多根由圓心沿半徑指向外的金屬桿.根據右手定則可知，磁場中的導體部分電流由b指向a,即a端電勢高，A正確.由于磁場部分導體切 割磁感線，會在圓盤中形成渦流，根據楞次定律可知，磁場部分受到與轉動方向相反的力使圓盤停止轉動，而且磁場越強圓盤停止越快，B正確.若所加磁場方向相反，則電流會反向，安培力仍阻礙圓盤轉動，不會加速，C錯誤若磁場穿過整個圓盤，圓心與邊緣會形成一個恒定的電勢差，

6、 不會形成渦流，也就不存在 安培力，因此，圓盤將勻速轉動，D正確.答案：ABD5. 如圖所示，金屬三角形導軌 COD上放有一根金屬棒 MN，拉動MN使它以速 度V在勻強磁場中向右勻速平動.若導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻導體， 它 們的電阻率相同，則在 MN運動過程中閉合電路的（）DA .感應電動勢保持不變B. 感應電流逐漸增大C. 感應電流將保持不變D. 感應電流逐漸減小解析：拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，t時刻，導體棒切割磁感線的有效長度I = vttana產生的感應電動勢2 、,E= Blv = Bv ttan a，感應電動勢逐漸增大，選項A錯誤;粗細相同的均勻導體,它們

7、的電阻率相同，單位長度電阻相同，設為R,回路總電阻R總=R（vttan a+盤+ vt)=Rtan a+coSa +1 丿vt,產生的感應電流1 =旦是一恒量，選項C正確，B、D錯誤.R總答案：C課時作業(yè)授課提示：對應學生用書第4頁一、單項選擇題1. （2016南通模擬）電磁爐是利用電磁感應現象產生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加 熱食物，下列相關的說法中正確的是（）A 鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關B. 電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C. 金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D. 電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗解析：渦流是高頻交流電產

8、生的磁場引起的電磁感應現象，故選項 A正確，B錯誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產生渦流，鍋體用金屬制成，利用 渦流加熱食物，故選項C、D錯誤.答案：A2. 關于感應電動勢，下列說法中正確的是（）A .線圈中的磁通量越大，產生的感應電動勢一定越大B. 線圈放在磁感應強度越大的地方，產生的感應電動勢一定越大C. 線圈中產生的感應電動勢為2 V，則穿過線圈的磁通量的變化率一定為 2 Wb/sD. 線圈中產生的感應電動勢為 2 V，貝懺圈電源的“一”極比“ + ”極電勢低2 V解析：由E= n弓可知，感應電動勢E與磁通量的變化率 丁成正比，與磁通量、磁感應強度B大小無關，故選項A、B均錯誤；由

9、于不知道線圈的匝數 n，雖知道E的大小為2 V，但無法確定藥的大小，故選項C錯誤；感應電動勢的方向為電源內部感應電流的方向，電源內部感應電流從“一”極流向“ + ”極, 故選項D正確.答案：D3矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直.先保持線框的面積 不變，將磁感應強度在1 s時間內均勻地增大到原來的兩倍.接著保持增大后的 磁感應強度不變，在1 s時間內，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半.先 后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為（）A. 2C. 2D. 4解析：根據法拉第電磁感應定律 E =號，設初始時刻磁感應強度為 Bo,線圈面積為So,則第一種情況下的感應電動勢為 Ei= 譽

10、 j2Bo-BoQ= BoSo,則第二S0種情況下的感應電動勢為E2=時=2Bq： 2）= B0S0,所以兩種情況下線圈中的感應電動勢相等，比值為1, B正確.答案：BL XXXXF、pTx'r XXX1XcX2B，其他條件不變，MN中產生的感應電動勢變?yōu)?E2通過電阻RE1與E2之比分別為（）* X W X fXX£XB. ac,2 :D. c a,1 :4. 如圖所示，在磁感應強度為 B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿 MN 在平行金屬導軌上以速度V向右勻速滑動，MN中產生的感應電動勢為E1；若磁 感應強度增為 的電流方向及A. C a,2 : 1解析：桿MNC.

11、a c,1 : 2向右勻速滑動，由右手定則判知，通過R的電流方向為a C；又因為E= BLv，所以Ei E2= 1 2,故選項C正確.答案：C5. （2016常州檢測）如圖所示，電路中 A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個 自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器.當S閉合與斷 開時，A、B燈泡的發(fā)光情況是（）它A. S剛閉合后，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮B. S剛閉合后，B亮一下又逐漸亮暗，A逐漸變亮C. S閉合足夠長時間后，A和B 一樣亮D. S閉合足夠長時間后，A、B都熄滅解析：S剛閉合后，A、B都變亮，之后A逐漸熄滅，B逐漸變亮，選項A正確,B錯誤.S閉合足夠長時間

12、后，A熄滅，B 一直都是亮的，選項C、D錯誤.答案：A6. （2016武漢模擬）如圖所示，正方形線框的左半側處在磁感應強度為 B的勻強磁 場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊.若第一次將線框從磁場中以恒定速度 V1向右勻速拉出，第二次以線速度 V2讓線框繞軸MN勻速轉過90°.為使兩次操作過程中，線框產生的平均感應電動勢相等，則(X x!IIIX X;IXX打vi:V2= 2 : nX：NC.V1:72= 1 : 2V1 : V2 = 2 : 1解析:第一次將線框從磁場中以恒定速度71向右勻速拉出，線框中的感應電動勢恒定，有E 1 = E1= BLV1.第二

13、次以線速度72讓線框繞軸MN勻速轉過90°所n n需時間t=瓦=亦，線框中的磁通量變化量L 12=BL =尹L2，產生的平均電動勢丘2=¥=由題意知T1=¥2，可得V1 ：2 = 2 n A正確.V1 : V2= n ： 2“匚”滑金屬導軌，B,導軌電 保持)則答案：A7. (2015高考安徽卷)如圖所示，abed為水平放置的平行 形 間距為I，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小為 阻不計.已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成0角，單位長度的電阻為r， 金屬桿以速度V沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好 ()BlvA .電路中感應電動勢

14、的大小為 磐sin 0B.電路中感應電流的大小為C.金屬桿所受安培力的大小為Bvs in 0r2B Ivsin 0B2|v2D. 金屬桿的熱功率為解析：金屬桿MN切割磁感線的有效長度為I，產生的感應電動勢E= Blv,rl誤；金屬桿MN的有效電阻R=故回路中的感應電流1= R BlVS'n Bsin uR2Bvsin 0 十.人 PS 才”、亠亠BIl Bl Bvsin 0 B Iv "口r , B正確；金屬桿受到的安培力F=sim snu r=廠，c錯誤;2 2 2 2 2人PS”斗丄土2 B v sin 0 rl B v sin 0屮、口金屬桿的熱功率P= I2R=r2=

15、 r,D錯誤.r sin 0r答案：B8. （2016安慶一中高三月考）在如圖所示的電路中，電源的電動勢為 E,內阻為r, 電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值.在t = 0時刻閉合開關S, 經過一段時間后，在t = ti時刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓Uab隨時間t變 化的圖象中，正確的是（）解析：S閉合時，由于自感L有感抗,經過一段時間電流穩(wěn)定時 L電阻不計，可見電路的外電壓是從大變小的，所以 A、C錯誤.ti時刻斷開S,由于自感在L、R、D構成的回路中電流從B向A,所以ti時刻Uab反向，B正確.答案：B二、多項選擇題9. （2014高考江蘇卷）如圖所示，在線圈上端放置一盛

16、有冷水的金屬杯，現接通交 流電源，過了幾分鐘，杯內的水沸騰起來.若要縮短上述加熱時間，下列措施可 行的有（）4鐵芯A .增加線圈的匝數B. 提高交流電源的頻率C. 將金屬杯換為瓷杯D. 取走線圈中的鐵芯 解析：當線圈上通交流電時，金屬杯由于發(fā)生電磁感應現象，杯中有感應電流,對水加熱，若要增大感應電流，則需要增大感應電動勢或者減小杯體的電阻.增加線圈的匝數，使得穿過金屬杯的磁場增強，感應電動勢增大，選項A正確;提高交變電流的頻率，使得磁通量的變化率增大，感應電動勢增大，選項B正確；若將金屬杯換為瓷杯，則不會產生感應電流，選項C錯誤；取走線圈中的鐵芯，磁場會大大減弱，感應電動勢減小，選項 D錯誤.

17、答案：AB10. 如圖所示，一導線彎成半徑為 a的半圓形閉合回路.虛線 MN右側有磁感應 強度為B的勻強磁場，方向垂直于回路所在的平面.回路以速度 V向右勻速進 入磁場，直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止， 下列結論正確的是（）W ! X:XI:XNX X舟XXXXXXXXXXXXXA .感應電流方向不變B. CD段直導線始終不受安培力C. 感應電動勢最大值Em= Bav1D. 感應電動勢平均值 E = 4啟av解析：根據楞次定律可判斷閉合回路中產生的感應電流方向始終不變，選項 正確；CD段電流方向是由D指向C，CD段受到安培力作用，且方向豎直向下,選項B錯誤；當半圓

18、的圓心剛進入磁場時，產生的感應電動勢最大，Em= Bav， TiBav選項C正確；由法拉第電磁感應定律得 E =飛=，選項D正確.答案：ACD三、非選擇題11. （2015高考浙江卷）小明同學設計了一個“電磁天平”，如圖甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡.線圈的水平邊長 L = 0.1 m,豎 直邊長H = 0.3 m,匝數為N1,線圈的下邊處于勻強磁場內，磁感應強度 B0= 1.0 T,方向垂直線圈平面向里.線圈中通有可在 02.0 A范圍內調節(jié)的電流I.掛盤 放上待測物體后，調節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質量.(重力加速度g取10 m/s2)1IXJ

19、JX甲(1) 為使電磁天平的量程達到 0.5 kg,線圈的匝數N1至少為多少？(2) 進一步探究電磁感應現象，另選N2= 100匝、形狀相同的線圈，總電阻R= 10Q,不接外電流，兩臂平衡.如圖乙所示，保持 B0不變，在線圈上部另加垂直紙 面向外的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域寬度d= 0.1 m.當AB掛盤中放質量為0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應強度的變化率GB.解析：(1)線圈受到的安培力F= N1B0IL天平平衡 mg= N1B0IL代入數據得Ni = 25(2)由電磁感應定律得E= N2 &由歐姆定律得I' 線圈受到的安培力F' = N2B0I'