2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)電磁感應(yīng)專題71自感和渦流

專題71自感和渦流1．[2024·廣東省粵光聯(lián)考第一次調(diào)研]如圖所示，一個鋁制易拉罐和強(qiáng)磁鐵．易拉罐靜置于光滑水平面上，下列說法正確的是()A．當(dāng)磁鐵靜置于易拉罐附近時，易拉罐會被磁鐵吸引B．當(dāng)磁鐵靜置于易拉罐附近時，易拉罐會發(fā)生靜電感應(yīng)C.當(dāng)磁鐵快速向易拉罐靠近時，易拉罐仍保持靜止D．當(dāng)磁鐵快速向易拉罐靠近時，易拉罐會受到安培力的作用答案：D解析：當(dāng)磁鐵靜置于易拉罐附近時，鋁制易拉罐不會被磁化，也不會發(fā)生靜電感應(yīng)，不會被磁鐵吸引，A、B錯誤；當(dāng)磁鐵快速向易拉罐靠近時，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，易拉罐內(nèi)產(chǎn)生環(huán)形電流會受到安培力的作用而改變運動狀態(tài)，C錯誤，D正確．2．[2024·浙江省舟山市月考]電磁爐是目前家庭常用的炊具，由線圈盤、陶瓷面板等部件組成，如下圖所示．下列說法正確的是()A．電磁爐是陶瓷面板發(fā)熱來加熱食物的B．電磁爐可以用陶瓷材料的鍋來加熱食物C．鍋底越是靠近陶瓷面板，鍋的加熱效果就越好D．電磁爐加熱食物時線圈盤中通有恒定電流答案：C解析：電磁爐是在線圈中通有交變電流，產(chǎn)生變化的磁場，在鍋底產(chǎn)生渦流加熱食物的，鍋底越是靠近陶瓷面板，產(chǎn)生的渦流就越強(qiáng)，鍋的加熱效果就越好，C正確．3．[2024·江西省九江市十校聯(lián)考]2023年3月22日02時至20時，北京市陣風(fēng)7級左右，山區(qū)陣風(fēng)高達(dá)9級，并伴有沙塵暴，給人們的出行帶來困難．北京中信大廈(中國尊)上的電磁阻尼器出現(xiàn)了擺動，及時對大廈進(jìn)行減振，示意圖如圖所示，下列說法正確的是()A．風(fēng)速越大，導(dǎo)體板中磁通量變化率越小B．風(fēng)速越大，導(dǎo)體板內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越小C．風(fēng)速越大，導(dǎo)體板內(nèi)電渦流越小D．導(dǎo)體板內(nèi)電渦流對永磁鐵的電磁阻力是中信大廈(中國尊)減振的原因答案：D解析：風(fēng)速越大，永磁鐵與可擺動質(zhì)量塊擺動越厲害，導(dǎo)體板中磁通量變化率越大，由電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)體板中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，產(chǎn)生的電渦流也越大，A、B、C錯誤；導(dǎo)體板內(nèi)的電渦流與永磁鐵間的電磁阻力，是中信大廈(中國尊)減振的原因，D正確．4.(多選)如圖所示，在一蹄形磁鐵兩極之間放一個矩形線框abcd.磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉(zhuǎn)動．若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動時，線框的情況將不可能是()A．靜止B．隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動C．沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動D．要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動方向來決定答案：AC解析：根據(jù)楞次定律可知，為阻礙線圈中磁通量的變化，則線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但快慢不一，線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小，則A、C符合題意，B不符合題意；根據(jù)楞次定律可知，為阻礙線圈中磁通量的變化，則線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，由磁鐵具體的轉(zhuǎn)動方向決定，故D不符合題意．5．[2024·浙江1月]若通以電流I的圓形線圈在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場近似為方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場，其大小B＝kI(k的數(shù)量級為10－4T/A).現(xiàn)有橫截面半徑為1mm的導(dǎo)線構(gòu)成半徑為1cm的圓形線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，其電阻率上限為10－26Ω·m.開始時線圈通有100A的電流，則線圈的感應(yīng)電動勢大小的數(shù)量級和一年后電流減小量的數(shù)量級分別為()A．10－23V10－7AB．10－20V10－7AC．10－23V10－5AD．10－20V10－5A答案：D解析：線圈中電流I(t)的減小將在線圈內(nèi)產(chǎn)生自感電動勢，故ε＝－Leq\f(ΔI,Δt)＝IR，其中L代表線圈的自感系數(shù)，有L＝eq\f(Φ,I)，在計算通過線圈的磁通量Φ時，根據(jù)題意B＝kI，則L＝kS＝kπreq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，根據(jù)電阻定律有R＝ρeq\f(2πr2,πreq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))＝ρeq\f(2r2,req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))，聯(lián)立解得ΔI＝eq\f(2IρΔt,kπr2req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))＝eq\f(2×100×10－26×365×24×3600,10－4×3.14×10－2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10－3))2)A≈2×10－5A，ε＝2×10－20V，則線圈的感應(yīng)電動勢大小的數(shù)量級和一年后電流減小量的數(shù)量級分別為10－20V和10－5A．6．[2024·山東省濰坊市五地聯(lián)考]如圖所示，甲為空心鋁管，乙為有裂縫的空心鋁管，兩管豎直固定，磁性較強(qiáng)的小圓柱形永磁體分別從管的上端口靜止釋放，磁體在管中運動時均未與鋁管內(nèi)壁摩擦．下列說法正確的是()A．沿甲管下落，磁體所用時間較短B．沿乙管下落，磁體不受阻力作用C．磁體通過甲損失的機(jī)械能大于通過乙損失的機(jī)械能D．若甲管足夠長，磁體可能會停在管中某一位置答案：C解析：甲管是無縫鋁管，小圓柱下落時，產(chǎn)生電磁感應(yīng)，阻力很大，阻礙磁體與導(dǎo)體間的相對運動．乙為有豎直裂縫的鋁管，則小圓柱在鋁管中下落時，在側(cè)壁也產(chǎn)生渦流，但對小圓柱產(chǎn)生向上的阻力較小，所以小圓柱穿越甲管的時間比穿越乙管的時間長，A、B錯誤；磁體沿甲管下落過程，阻力做功較多，即損失的機(jī)械能大于通過乙管損失的機(jī)械能，C正確；磁體下落過程，相對甲管管壁運動，才導(dǎo)致產(chǎn)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生阻力，一旦停在某個位置，則阻力消失，所以即使甲管足夠長，磁體也不可能會停在管中某一位置，D錯誤．7．如圖所示，扇形銅框在絕緣細(xì)桿作用下繞點O在同一水平面內(nèi)快速逆時針轉(zhuǎn)動，虛線把圓環(huán)分成八等份，其中虛線為勻強(qiáng)磁場的理想邊界，扇形銅框恰好可以與其中一份重合．下列線框停止最快的是()答案：D解析：當(dāng)線框轉(zhuǎn)動時，如果穿過線框的磁通量發(fā)生變化，則線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框就會受到安培力的阻礙作用，磁通量變化越快，阻礙作用越大，越容易停下來．由選項A、B圖可知，線框轉(zhuǎn)動時，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，無阻礙作用，不會停下來，A、B錯誤；由選項C、D圖可知，線框轉(zhuǎn)動時，D項的磁通量變化快，阻礙作用大，更容易停下來，故C錯誤，D正確．8．航母上的飛機(jī)起飛可以利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)．電磁驅(qū)動原理示意圖如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，不計所有接觸面間的摩擦，則閉合開關(guān)S的瞬間()A．鋁環(huán)向右運動，銅環(huán)向左運動B．鋁環(huán)和銅環(huán)都向右運動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左向右看，銅環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向答案：D解析：閉合開關(guān)S的瞬間，穿過兩個金屬圓環(huán)的磁通量均增大，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動，A、B錯誤；由于銅環(huán)和鋁環(huán)的形狀、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對稱地放在固定線圈兩側(cè)，閉合開關(guān)S瞬間，穿過兩環(huán)的磁通量的變化率相同，兩環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，則銅環(huán)中的感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力較大，C錯誤；由右手螺旋定則可知，閉合開關(guān)S瞬間，穿過銅環(huán)的磁通量向左增大，由楞次定律知，從左向右看，銅環(huán)中的感應(yīng)電流沿順時針方向，D正確．9．(多選)如圖甲所示的電路中，燈泡電阻為R，A1、A2為完全相同的電流傳感器(內(nèi)阻不計).閉合開關(guān)K，得到如圖乙所示的I-t圖像，電源電動勢為E，內(nèi)阻r，則()A.r＝eq\f(I1＋I(xiàn)2,2I2－I1)RB．E＝eq\f(I1I2,2I2－I1)RC．?dāng)嚅_開關(guān)時，小燈泡中的電流方向從右向左D．閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零答案：BC解析：由圖乙可知，當(dāng)t＝t0時，自感線圈中電流為零，流過燈泡支路的電流為I1，根據(jù)閉合回路歐姆定律有E＝I1r＋I(xiàn)1R；當(dāng)t＝t1時，電路穩(wěn)定，兩支路電流相等為I2，根據(jù)閉合回路歐姆定律有E＝2I2r＋I(xiàn)2R，聯(lián)立解得r＝eq\f(I1－I2,2I2－I1)R，E＝eq\f(I1I2,2I2－I1)R，A項錯誤，B項正確；由電路圖可知，斷開開關(guān)時，由于自感現(xiàn)象，小燈泡中的電流方向從右向左，C項正確；閉合開關(guān)時，自感線圈中電流為零，但電流變化率不為零，自感電動勢不為零，D項錯誤．10．[2024·陜西省西安市部分學(xué)校開學(xué)考試]公路上安裝的一種測速“電子眼”的示意圖如圖所示．在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設(shè)兩個通電線圈，當(dāng)汽車通過線圈上方的道路時，會引起線圈中的電流變化，系統(tǒng)根據(jù)兩次電流變化的時間及線圈之間的距離，對超速汽車進(jìn)行抓拍．下列說法正確的是()A．汽車通過線圈上方的道路時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流B．汽車通過線圈上方的道路時，線圈中的電流一定增大C．汽車通過兩個線圈的速度越小，線圈中的感應(yīng)電流越大D．若某個線圈出現(xiàn)斷路故障，則“電子眼”仍能正常工作答案：A解析：在“電子眼”前方路面下間隔一段距離埋設(shè)的是通電線圈，汽車的大部分部件是金屬，當(dāng)汽車通過線圈時會引起通電線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，汽車經(jīng)過線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但感應(yīng)電流的方向和原電流的方向可能相反，故線圈中的電流可能減小，A正確，B錯誤；由I＝eq\f(BLv,R)可知，汽車通過兩個線圈的速度越小，線圈中的感應(yīng)電流越小，C錯誤；若某個線圈斷路，汽車通過時就不會產(chǎn)生電流，“電子眼”就無法正常工作，D錯誤．11．[2024·江蘇省南通市期末考試]如圖所示，用絲線將一個圓形金屬板懸于O點，豎直虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，而右邊沒有磁場，不計空氣阻力，現(xiàn)將金屬板從圖示位置由靜止釋放，金屬板面在擺動過程中始終與磁場垂直．下列說法正確的是()A．金屬板離開磁場時板內(nèi)不產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)入磁場時板內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．板內(nèi)始終不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬板擺