[高考精品] 2016《复习方略》高中物理一轮复习（福建专用·鲁科版）课时提能演练(二十七) 选修3-2 第九章 第2讲法拉第电磁感应定律 自感现象[原创首发].doc

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1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提能演练（二十七）法拉第电磁感应定律 自感现象(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个选项正确)1.(2014三明模拟)图中甲丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量随时间t变化的图像,关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是()A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C.图丙中回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D.图丁中回路产生的感应电动势先变小再变

2、大【解析】选D。-t图像中斜率表示磁通量的变化率。图甲中斜率为零,因此感应电动势为零;图乙中斜率不变,感应电动势不变;图丙中0t1时间内斜率大于t1t2时间内斜率,0t1时间内感应电动势大于t1t2时间内感应电动势;图丁中斜率先变小后变大,感应电动势先变小后变大。因此D正确。2.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在1s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A.12B.1C.2D.4【解析】选B。由法拉第电磁感应定律E=t,且1

3、=BS,2=2BS,则E1=BSt=(2B-B)St=BSt,E2=2BSt=2B(12S-S)t=-BSt,E1与E2大小相等,选项B正确。3.如图所示,由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动,匀强磁场的方向垂直线框平面向里,磁感应强度B随时间均匀增大,则下列说法正确的是()A.导体棒的a端电势比b端电势高,电势差Uab在逐渐增大B.导体棒的a端电势比b端电势低,电势差Uab在逐渐增大C.线框cdef中有顺时针方向的电流,电流大小在逐渐增大D.线框cdef中有逆时针方向的电流,电流大小在逐渐增大【解析】选A。对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高,由E=

4、Blv可知,因为磁感应强度均匀增大,所以Uab变大,故选项A正确,B错误;对矩形线框cdef,由楞次定律可判断,感应电流的方向为逆时针方向,但由于磁感应强度均匀增大,所以感应电流是恒定的,不会增大,所以选项C、D都错误。4.如图所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B=B0+Kt(K0)随时间变化,t=0时,P、Q两极板电势相等。两极板间的距离远小于环的半径,经时间t电容器P板()A.不带电B.所带电荷量与t成正比来源:gkstk.ComC.带正电,电荷量是KL2C4D.带负电,电荷量是KL2C4【解

5、析】选D。磁感应强度以B=B0+Kt(K0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得E=t=SBt=KS,而S=L24,经时间t电容器P板所带电荷量Q=EC=KL2C4;由楞次定律知电容器P板带负电,故D选项正确。5.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小来源:学优高考网gkstkC.保持不变D.无法判断【解析】选C。金属棒ab切割磁感线,产生感应电动势而不产生感应电流,没有安培力产生,在重力作用下做平抛运动,垂直于磁感线方向速度不变,始终

6、为v0,由公式E=BLv知,感应电动势为BLv0不变,故A、B、D错误,C正确。6.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,线圈电阻不计,边长为L,匝数为N,线圈内接有阻值为R的电阻,过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为B。当线圈绕OO转过90时,通过电阻R的电荷量为()A.BL22RB.NBL22RC.BL2RD.NBL2R【解析】选B。初状态时,通过线圈的磁通量为1=BL22,当线圈转过90时,通过线圈的磁通量为0,由q=It,I=ER,E=Nt,得q=NR,可得通过电阻R的电荷量为NBL22R。7.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径

7、为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为()A.Bav3B.Bav6C.2Bav3D.Bav【解析】选A。摆到竖直位置时,AB切割磁感线的瞬时感应电动势E=B2a(12v)=Bav。由闭合电路欧姆定律得,UAB=ER2+R4R4=13Bav,故A正确。【变式备选】如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)(

8、)A.I=Br2R,由c到dB.I=Br2R,由d到cC.I=Br22R,由c到dD.I=Br22R,由d到c【解析】选D。金属圆盘在匀强磁场中匀速转动,可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动,其产生的感应电动势大小为E=Br22,由右手定则可知,其方向由外指向圆心,故通过电阻R的电流大小I=Br22R,方向由d到c,故选项D正确。8.(2014泉州模拟)如图所示的电路中,三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1R2R3,电感L的电阻可忽略,D为理想二极管。电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()A.L1逐渐变暗,L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗B.L1逐渐变暗,L2立即熄

9、灭,L3先变亮,然后逐渐变暗C.L2立即熄灭,L1、L3均逐渐变暗D.L1、L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗【解析】选B。电键K从闭合状态突然断开时,电感L中产生自感电动势,感应电流向右,与L3构成闭合回路,L2立即熄灭,L1、L3均逐渐变暗,因K断开前I3I1,所以断开后L3先变亮,然后变暗,选项B正确。【总结提升】通电自感与断电自感的区别通电自感来源:学优高考网断电自感现象自感电路中的电流增加比电阻电路缓慢,最终还是增加到正常值与自感线圈同一回路的电流,过一会儿才减为0,比正常电阻电路断开要滞后一段时间原因感应电路中产生感应电动势E自,阻碍电源引起的电流的增加电源对电路不再引起电流,但线圈

10、中原有的电流变化要产生自感电动势E自,在某一通路中缓慢减小9.闭合回路由电阻R与导线组成,其内部磁场大小按B-t图变化,方向如图所示,则回路中()A.电流方向为逆时针方向B.电流强度越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大【解析】选C。由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向,A项错误;由法拉第电磁感应定律E=Nt可得,E=NBtS,由题图可知Bt是恒量,所以电动势恒定,D项错误;根据欧姆定律,电路中电流是不变的,B项错误;由于磁场均匀增加,线圈面积不变,所以磁通量的变化率恒定不变,C项正确。10.在如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“

11、+”接线柱流入时,指针向右摆,当电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是()A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆C.G1、G2表的指针都向左摆D.G1、G2表的指针都向右摆【解析】选B。电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,电流减小,线圈中产生与原方向相同的自感电动势,与G1、G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆。B项正确。二、非选择题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(能力挑战题)

12、(15分)如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1=0.5m,金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2=0.8m,整个闭合回路的电阻为R=0.2,磁感应强度为B0=1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路。ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m=0.04kg的物体,不计一切摩擦,现使磁场以Bt=0.2T/s的变化率均匀地增大。求:(1)金属棒上电流的方向。(2)感应电动势的大小。(3)物体刚好离开地面的时间(g=10m/s2)。【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)回路面积不变时,感应电动势与磁感应强度的变化率成正比。(2)刚好离开地面时,地面对物体的支持力为零。【解析】(1)由楞次

13、定律可以判断,金属棒上的电流由a到d。(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得:E=t=SBt=0.08V(3分)(3)物体刚要离开地面时,其受到的拉力F=mg(2分)而拉力F又等于棒所受的安培力。即mg=F安=BIL1(2分)来源:学优高考网其中B=B0+Btt(2分)来源:gkstk.ComI=ER(2分)解得t=5s(2分)答案:(1)由a到d(2)0.08V(3)5s12.(2014福州模拟)(15分)在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁场垂直,如图甲所示,规定图中磁场方向为正。已知线圈的半径为r、匝数为N,总电阻为R,磁感应强度的最大值为B0,变化周期为T,磁感应强度

14、按图乙所示变化。求:(1)在016T内线圈产生的感应电流的大小I1;(2)规定甲图中感应电流的方向为正方向,在图丙中画出一个周期内的i-t图像,已知图中I0=3r2NB0RT;(3)在一个周期T内线圈产生的焦耳热Q。【解析】(1)在016T内感应电动势E1=N1t1(2分)磁通量的变化1=B0r2解得E1=6Nr2B0T(2分)线圈中感应电流大小I1=E1R=6Nr2B0RT(2分)(2)图画正确给3分(每段1分)(3)在016T和56TT两个时间段内产生的热量相同,有Q1=Q3=I12R16T(2分)在16T56T时间内产生的热量Q2=I22R46T(2分)一个周期内产生的总热量Q=Q1+Q2+Q3=18(Nr2B0)2RT(2分)答案:(1)6Nr2B0RT(2)见解析(3)18(Nr2B0)2RT关闭Word文档返回原板块