2014高考物理復(fù)習(xí)大一輪題庫(kù)-9.2法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦(精)

1、9.2法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流1 .下列說法正確的是（）.A .當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，線圈中沒有自感電動(dòng)勢(shì)B .當(dāng)線圈中電流反向時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反C.當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反D .當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反解析 本題考查自感和自感電動(dòng)勢(shì)的方向，意在考查考生對(duì)自感現(xiàn)象的理解和運(yùn)用楞次定律解決自感問題的能力.當(dāng)線圈中的電流不變時(shí)穿過線圈的磁通量沒有變化，沒有自 感電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng) A 正確；當(dāng)線圈中的電流反向時(shí)原來的電流產(chǎn)生的磁通量減小，由楞次定律可知，自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的自感電流的磁場(chǎng)將阻礙

2、磁通量的減小，故自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流的方向相同，故選項(xiàng)B 不對(duì)；當(dāng)線圈中的電流增大時(shí)，穿過線圈的磁通量增大，自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的自感電流的磁場(chǎng)將阻礙其增大，故自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流的方向相反，所以選項(xiàng) C 正確；同理可知選項(xiàng) D 不對(duì)，所以答案為 A、C.答案 AC2.我國(guó)上海自行車廠生產(chǎn)的鳳凰牌自行車采用了高頻焊接，其原理示意圖如圖 9- 2- 1 所示，線圈通以高頻交變電流，金屬工件的焊縫 中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接.要使焊接處產(chǎn)生的熱量較 大，可采用（）.A .增大交變電流的電壓B .增大交變電流的頻率C .增大焊接處的接觸電阻D .減小焊接處的接觸電阻解析 由電磁感應(yīng)的知識(shí)可

3、判斷線圈中電流頻率越高，工件中的磁通量改變?cè)娇欤谄渌麠l件不變的情況下，渦流的熱功率就越大；同時(shí)，減小焊接處的接觸電阻也可以增大 渦流的功率.答案 BD3.某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象， 自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡 A、開關(guān) S 和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖 9-2 - 2 所示的電路.檢查電路后，閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān) S,小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象.雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是解析 從實(shí)物連接圖中可以看出，線圈L 與小燈泡并聯(lián)，斷開開關(guān) S 時(shí)，小燈泡 A 中原來的電流立即消失， 線圈

4、 L 與小燈泡組成閉合電路， 由于自感，線圈中的電流逐漸變小,使小燈泡中的電流變?yōu)榉聪蚯遗c線圈中電流相同，小燈泡未閃亮說明斷開S 前，流過線圈的電流較小，原因可能是線圈電阻偏大，故選項(xiàng)C 正確.答案 C4.如圖 9 2 3所示， 導(dǎo)線框 abed與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，兩者彼 此絕緣，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過ad 和 be 的中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，貝 U().A .線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針方向B .線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針方向C.線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D .由于穿過線框的磁通量為零，所以線框中沒有感應(yīng)電流解析 由安培定則可判知通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)如圖所示.當(dāng)ab 導(dǎo)線向

5、右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷感應(yīng)電流為 b，同理可判斷 ed 導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向?yàn)閐d, ad、be 兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針方向的.答案 B5.如圖 9 2 4 所示，用一根橫截面積為S 的硬導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為A .電源的內(nèi)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(shù)較大( ).圖 9 2 4| X:XXV:XXh:XyXXxXX圖 9 2 3x Jxr 的圓環(huán)，把圓環(huán)部分置于均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)AB度大小隨時(shí)間的變化率 云=k（k0）, ab 為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為p則（ ）A .圓環(huán)中產(chǎn)生順

6、時(shí)針方向的感應(yīng)電流B .圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)krSC.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為石12D .圖中 ab 兩點(diǎn)間的電壓大小為 2kn解析因?yàn)榇┻^圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律知圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向應(yīng)為逆時(shí)針方向.選項(xiàng) A 錯(cuò).圓環(huán)具有收縮的趨勢(shì)，選項(xiàng) B 錯(cuò)，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，產(chǎn)生感應(yīng)AB S 1122n2n2p電動(dòng)勢(shì)大小 E=At 2= 2kS= 2kn，圓環(huán)的電阻 R=PS=Pn2= r 故圓環(huán)中的感應(yīng)電1E 2kSkrS112流大小 I =R=2p= 4p,選項(xiàng) C 對(duì).a, b 兩點(diǎn)間的電壓 Uab= 2E= 4kn，選項(xiàng) D 錯(cuò).r答案 C6.如圖 9- 2 5 所示，均勻的金屬長(zhǎng)方形線

7、框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出，它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)總是與兩邊良好接觸，線框的長(zhǎng)為 a,寬為 b，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B, 一理想電壓表跨接在 A、B 兩導(dǎo)電機(jī)構(gòu)上，當(dāng)線框在恒定外力F 作用下向右運(yùn)動(dòng)的過程中（線框離開磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)），關(guān)于線框及電壓表，下列說法正確的是（）.A .線框先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)B .電壓表的讀數(shù)先增大后不變C.電壓表的讀數(shù)一直增大D .回路的電功率先增大后不變解析 線框在運(yùn)動(dòng)過程中先做變加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng).電壓表讀數(shù)為外電路的電壓，根據(jù) E= BLv 知回路電動(dòng)勢(shì)先增大后不變，外電阻不斷增大，電壓表的讀數(shù)一直增大，E!（BLvf選項(xiàng) C

8、正確.P = R = R ，回路的電功率先增大后不變，選項(xiàng)D 正確.答案 CD7.如圖 9 2 6 所xX圖 9 2 5X | X X X XX 1?丫 女示，在國(guó)慶 60 周年閱兵盛典上，我國(guó)預(yù)警機(jī)“空警一2 000”在天安門上空機(jī)翼保持水平，以 4.5X102km/h 的速度自東向西飛行.該機(jī)的翼展（兩翼尖之間的距離）為 50 m，北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量向下，大小為 4.7X105T，貝 V( )A 兩翼尖之間的電勢(shì)差為0.29 VB .兩翼尖之間的電勢(shì)差為1.1 VC 飛行員左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)高D 飛行員左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)低解析 飛機(jī)的飛行速度 4.5X102k

9、m/h = 125 m/s，飛機(jī)兩翼間的電動(dòng)勢(shì)為E= BLv =4.7X10-5X50X125V = 0.29 V, A 對(duì)；飛機(jī)速度從東向西，磁場(chǎng)豎直向下，根據(jù)右手定則可知飛行員左方翼尖電勢(shì)高于右方翼尖的電勢(shì)，C 對(duì).答案 AC&矩形線圈 abed，長(zhǎng) ab= 20 cm，寬 bc= 10 cm,匝數(shù) n = 200,線圈回路總電阻 R=5 Q 整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)穿過.若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律如圖 9 - 2 -7 所示，貝 U( )A .線圈回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間均勻變化B .線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 0.4 AC 當(dāng) t = 0.3 s

10、 時(shí)，線圈的 ab 邊所受的安培力大小為0.016 NAB=0.5 T/s 為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E= nS = 2 V，且恒定不變，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;回路中感應(yīng)電流的大小為EI = R= 0.4 A，選項(xiàng) B 正確；當(dāng) t = 0.3 s 時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.2T,則安培力為 F= nBII = 200X0.2X0.4X0.2 N = 3.2 N，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；1 min 內(nèi)線圈回D 在 1 min 內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為 48 JAB解析 由 E = n 盤=nSAt 可知，由于線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率AB220-5X10-At=0.3T/s圖 9-2-6路產(chǎn)生的焦耳熱為

11、 Q = I2Rt= 0.42X5X60 J= 48 J,選項(xiàng) D 正確.答案 BD9.如圖 9 2 8 所示，在邊長(zhǎng)為 a 的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng) 強(qiáng)度為 B,其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為a 的正方形導(dǎo)線框架EFGH 正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T 繞其中T心 o 點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過 8 導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時(shí)間內(nèi)( ).83 2 羽B(yǎng)A .平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于T16a2BB .平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于9TC .順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋FTHTED .逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)镋THTGTFTET解析由題意可知，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)過 8 時(shí)磁

12、通量減少量為8 3 .2aBE =云=T , A 對(duì)、B 錯(cuò)；由楞次定律知無(wú)論導(dǎo)線框怎么轉(zhuǎn)都是穿過線框的磁通量減少，電流方向都是 ETHTGTFTE, C 錯(cuò)、D 對(duì)；選 A、D.答案 AD10.如圖 9 2 9 所示，足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ 平行放置，且都傾斜著與水平面成夾角&在導(dǎo)軌的最上端 M、P 之間接有電阻 R,不計(jì)其他電阻.導(dǎo)體棒 ab 從導(dǎo)軌的最底端沖上導(dǎo)軌，當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)， ab 上升的最大高度為 H ;若存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，ab 上升的最大高度為 h在兩次運(yùn)動(dòng)過程中 ab 都與導(dǎo)軌保持垂直，且初速度都 相等.關(guān)于上述情景，下列說法正確的是( ).A .兩次上升的

13、最大高度相比較為HhB .有磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒所受合力的功大于無(wú)磁場(chǎng)時(shí)合力的功12C .有磁場(chǎng)時(shí)，電阻 R 產(chǎn)生的焦耳熱為 2mv0D .有磁場(chǎng)時(shí)，ab 上升過程的最小加速度為 gsin0解析 當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體棒除受到沿斜面向下的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖 9 2 9重力的分力外，還切割磁感線有感應(yīng)電流受到安培力的作用， 所以兩次上升的最大高度相比較為hH ,兩次動(dòng)能的變化量相等,1所以導(dǎo)體棒所受合力的功相等，選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤，有磁場(chǎng)時(shí)，電阻 R 產(chǎn)生的焦耳熱小于 2mvo2, ab 上升過程的最小加速度為gsin0,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤、選項(xiàng) D 正確(單桿傾斜式).答案 D11.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為 m =

14、0.32 kg ,邊長(zhǎng)為 L = 0.8 m、匝數(shù) n = 10的正方形線圈，總電L阻為 r = 1Q,邊長(zhǎng)為 2 的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖9-2- 10 甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖9-2- 10 乙所示，從 t= 0 開始經(jīng)to時(shí)間細(xì)線開始松弛，取g= 10 m/s2.求:圖 9-2 10(1) 在前 to時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì).(2) 在前 t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率.t0 的值.解析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：1 LX2AB1E=n 盤=nx2x2At=1x2(3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：LF安=n Bt0l2 = mgEI = r2

15、mgrBt0= nEL =2 TE(2)I = r = 0.4 A,2P= I r = 0.16 W.X0.5 V=0.4V.由圖像知：Bt0= 1 + 0.5t,解得：t0= 2 s.答案(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s12如圖 9-2- 11 所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌寬度為d= 1 m ,導(dǎo)軌間接有一個(gè)阻值為R= 2Q的燈泡，一質(zhì)量為 m= 1 kg 的金屬棒跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r = 1Q,且和導(dǎo)軌始終接觸良(1)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為尸0.2,施加的水平恒力為 F = 10 N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度V1是多少？(2) 若金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為尸 0.2,施加的水平力功率恒為P = 6 W，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度 v2是多少？(3) 若金屬棒與導(dǎo)軌間是光滑的，施加的水平力功率恒為P = 20 W，經(jīng)歷 t= 1 s 的過程中燈泡產(chǎn)生的熱量為 QR=12 J,則此時(shí)金屬棒的速度V3是多少？Bdv1解析 由 1= 和 F安=BidR十 rB2d2v1可得F安=R+ r根據(jù)平衡條件可得 F =卩 m 十 F安F 卩 mgR+ r 10 0.2X1X10 2 十 1解得 V1=B2d2=22X12m/s= 6 m/s2 ,2B d V2(2)穩(wěn)定后 F =卩