（浙江专版）2022年高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 考点强化练28 法拉第电磁感应定律 自感

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1、（浙江专版）2022年高考物理一轮复习 第十章 电磁感应 考点强化练28 法拉第电磁感应定律 自感 1.(多选)如图甲所示线圈的匝数n=100匝,横截面积S=50 cm2,线圈总电阻r=10 Ω,沿轴向有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示变化,则在开始的0.1 s内(　　) A.磁通量的变化量为0.25 Wb B.磁通量的变化率为2.5×10-2 Wb/s C.a、b间电压为0 D.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25 A 2.如图所示,边长为a的导线框abcd处于磁感应强度为B0的匀强磁场中,bc边与磁场右边界重合。现发生以下两个

2、过程:一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动;二是仅使磁感应强度随时间均匀变化。若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等,则磁感应强度随时间的变化率为(　　) A. B. C. D. 3.如图所示,一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动,穿过具有一定宽度的匀强磁场区域,已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直。下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD顺序流向为正方向,从C点进入磁场开始计时)正确的是(　　) 4.(2017台州联考)(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示,线圈中通以一定频率的正弦式交变电流,靠近待测工件

3、时,工件内会产生涡流,同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化,下列说法正确的是(　　) A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B.涡流的频率等于通入线圈的交变电流频率 C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D.待测工件可以是塑料或橡胶制品 5.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则(　　) A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1 C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D.a、

4、b线圈中电功率之比为3∶1 6.如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上,棒ab与框架接触良好。从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀增加的过程中,关于ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是(　　) A.摩擦力大小不变,方向向右 B.摩擦力变大,方向向右 C.摩擦力变大,方向向左 D.摩擦力变小,方向向左 7.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法正确的是(　　) A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开

5、的瞬间电流计指针均不会偏转 C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转 8.如图所示,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小,下列选项正确的是(　　) A. B. C. D.

6、 9.(多选)如图所示,水平放置的U形框架上接一个阻值为R0的电阻,放在垂直纸面向里的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离d后速度达到v,半圆形硬导体AC的电阻为r,其余电阻不计。下列说法正确的是(　　) A.此时AC两端电压为UAC=2BLv B.此时AC两端电压为UAC= C.此过程中电路产生的电热为Q=Fd-mv2 D.此过程中通过电阻R0的电荷量为q= 10.如图所示,半径R=0.2 m的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为R的金属棒一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴上。

7、在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2 T。一对长L=0.2 m的金属板A、B水平放置,两板间距d=0.1 m。从导轨引出导线与上板连接,通过电刷从转轴引出导线与下板连接。有一质量m=1.0×10-5 kg,电荷量q=-5.0×10-6 C的微粒,以v0=2 m/s的速度从两板正中水平射入。求: (1)金属棒转动角速度ω多大时,微粒能做匀速直线运动? (2)金属棒转动角速度ω至少多大时,微粒会碰到上极板A? 11.如图所示,两个完全相同的线圈从同一高度自由下落,途中在不同高度处通过两个宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域后落到水平地面上。设两线圈着地

8、时动能分别为Eka和Ekb,通过磁场区域的过程中流过线圈导线横截面的总电荷量分别为qa和qb,则下列判断正确的有(　　) A.Eka=Ekb、qaEkb、qa>qb C.Eka>Ekb、qa=qb D.Eka

9、4-0.2t) T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则(　　) A.t=1 s时,金属杆中感应电流方向从C至D B.t=3 s时,金属杆中感应电流方向从D至C C.t=1 s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N D.t=3 s时,金属杆对挡板H的压力大小为1.2 N 13.如图所示,光滑导轨固定在水平面上,间距为l,其左端接一电阻为R、额定电压为U的灯泡,其阻值可视作恒定。在虚线MN的右侧存在竖直向下的、大小为B的匀强磁场。现在MN左侧的适当位置垂直导轨放置一根电阻为r的导体棒。棒在恒定的外力F的作用下,向右做加速运动,在进入磁场时,恰使灯泡正常发光,随后灯泡

10、逐渐变暗,最终稳定在一个不到正常发光的亮度。则: (1)导体棒进入磁场的速度多大? (2)灯泡亮度稳定时的导体棒速度是多少? 考点强化练28　法拉第电磁感应定律　自感 1.BD　通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,若设Φ2=B2S为正,则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ=B2S-(-B1S),代入数据即ΔΦ=(0.1+0.4)×50×10-4 Wb=2.5×10-3 Wb,A错;磁通量的变化率 Wb/s=2.5×10-2 Wb/s,B正确;根据法拉第电磁感应定律可知,当a、b间断开时,其间电压等于线圈产生的感应电动势,感应电动势大小为E=n=2.5 V且恒定,C错;在a、b间接一个理想电流

11、表时相当于a、b间接通而形成回路,回路总电阻即为线圈的总电阻,故感应电流大小I= A=0.25 A,D正确。 2.B　线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时,根据法拉第电磁感应定律有E=B0av,感应电流为I=。磁感应强度随时间均匀变化,E'=a2,E'=IR,联立得a2=B0av,得。 3.B　利用“增反减同”,线框从进入磁场到穿过线框的磁通量最大的过程中,电流沿逆时针方向,且先增大后减小;从穿过线框的磁通量最大的位置到离开磁场的过程中,电流沿顺时针方向,且先增大后减小。设∠C为θ,刚进入磁场时的切割有效长度为2tan·vt,所以电流与t成正比,只有B项正确。 4.ABC　根据楞次定律

12、知,感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化,选项A正确;感应电流的频率与原电流的频率是相同的,涡流的频率等于通入线圈的交变电流频率,选项B正确;因为线圈交变电流是周期性变化的,故在工件中引起的交变电流也是周期性变化的,可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力,选项C正确;电磁感应只能发生在金属物体上,故待测工件只能是金属制品,选项D错误。 5.B　由楞次定律可判断,两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向,选项A错误;由E=nS,S=l2,R=ρ,I=,P=,可知Ea∶Eb=9∶1,Ia∶Ib=3∶1,Pa∶Pb=27∶1,选项B正确

13、,选项C、D错误。 6.B　由法拉第电磁感应定律和安培定则知,ab中产生的电流的大小恒定,方向由b到a,由左手定则,ab受到的安培力方向向左下方,F=BIL,由于B均匀变大,F变大,F的水平分量Fx变大,静摩擦力Ff=Fx变大,方向向右,B正确。 7.A　开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量变化,从而引起电流计指针偏转,A正确;线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,B错误;开关闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,继而引起通过线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,C、D错误

14、。 8.C　线框转动产生电流I1=;线框中磁场变化产生的感应电流I2=,要使二者相等,需,故C项正确。 9.BD　AC的感应电动势为E=2BLv,两端电压为UAC=,A错,B对;由功能关系得Fd=mv2+Q+Q摩,C错;此过程中平均感应电流为I=,通过电阻R0的电荷量为q=IΔt=,D对。 10.答案 (1)50 rad/s　(2)100 rad/s 解析 (1)根据法拉第电磁感应定律可得:U=BωR2 根据平衡条件可得mg=qE 因为E= 所以mg=qBωR2,解出ω==50 rad/s。 (2)微粒恰好碰到上面金属板边缘时,微粒向上的加速度大小为 a()2 a==10

15、m/s2 Bω1R2-mg=ma 解得ω1==100 rad/s。 11.C　令线圈电阻为R,切割磁感线的边长为L,所以两线圈在进、出磁场时产生的安培力为F=,因两线圈在进、出磁场时对应速度满足vaEkb;而线圈在通过磁场区域的过程中流过线圈导线横截面的总电荷量为q=Δt=Δt=,即qa=qb,C对。 12.AC　由楞次定律的“增反减同”的原理,可判断出t=1 s时金属杆中的电流方向时从C到D,A选项正确;t=3 s时磁场

16、反向增强,金属杆中的电流方向仍是从C到D,B选项错误;由法拉第电磁感应定律E==0.1 V,感应电流为I==1 A,当t=1 s时,B1=0.2 T,安培力F1=ILB1,方向斜向右上方,则金属杆受到P的弹力FN1=ILB1sin 30°=0.1 N,故C选项正确;当t=3 s时,B2=-0.2 T,安培力F2=ILB2,方向斜向右下方,则金属杆受到H的弹力FN2=ILB2sin 30°=0.1 N,故D选项错误。 13.答案 (1)　(2) 解析 (1)令金属棒进入磁场时的速度为v,由于灯泡正常发光,有E=BLv,U=E 解得v=。 (2)令金属棒最终稳定速度为v',由于稳定时导体棒将匀速,有 E=BLv'　I= F=BIL= 解得v'=。