2015届高考物理第一轮知能分级练习题61.doc

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第九章　电磁感应
第2讲　法拉第电磁感应定律　自感　涡流

A　对点训练——练熟基础知识
　法拉第电磁感应定律的应用
1．(多选)如图9－2－15所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化．下列说法中正确的是(　　)．

图9－2－15
A．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
解析　线框中的感应电动势为E＝S，设线框的电阻为R，则线框中的电流I＝＝，因为B增大或减小时，可能减小，可能增大，也可能不变．线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关．故选项A、D正确．
答案　AD
2．(单选)A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图9－2－16所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为(　　)．

图9－2－16
A.＝1 B．＝2
C.＝ D．＝
解析　匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化，设t时刻的磁感应强度为Bt，则Bt＝B0＋kt，其中B0为t＝0时的磁感应强度，k为一常数，A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则Φt＝BtS，即在任一时刻穿过两导线环包围面上的磁通量是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的．E＝＝S(S为磁场区域面积)．对A、B两导线环，由于及S均相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝，代入数值得＝＝.
答案　D
3．(多选)某学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时，设计如图9－2－17所示的实验装置，让一个闭合圆线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，则(　　)．

图9－2－17
A．若把线圈的匝数增加一倍，线圈内感应电流大小不变
B．若把线圈的面积增加一倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍
C．改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小，线圈内感应电流大小可能变为原来的2倍
D．把线圈的半径增加一倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍
解析　由法拉第电磁感应定律E＝n可知，若线圈的匝数增加一倍，感应电动势与线圈的总电阻都增加一倍，线圈中的感应电流大小不变，A正确；若线圈的面积增加一倍，感应电动势增加一倍，但线圈的电阻增大，线圈内的感应电流并不是原来的2倍，B错误；E＝nScos 30°，故无论怎样改变线圈轴线与磁场方向的夹角，都不可能使线圈内的感应电流是原来的2倍，C错误；若线圈的半径增加一倍，则面积是原来的4倍，电阻是原来的2倍，线圈内感应电流变为原来的2倍，D正确．
答案　AD
4．(单选)如图9－2－18甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住．开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示．I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力．则在t0时刻(　　)．

图9－2－18
A．I＝0，FT＝0 B．I＝0，FT≠0
C．I≠0，FT＝0 D．I≠0，FT≠0
解析　t0时刻，磁感应强度变化，磁通量变化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零，选项C正确．
答案　C
　公式E＝BLv的应用
5．(2013·北京卷，17)(单选)如图9－2－19，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为(　　)．

图9－2－19
A．c→a,2∶1 B．a→c,2∶1
C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2
解析　用右手定则判断出两次金属棒MN中的电流方向为N→M，所以电阻R中的电流方向a→c.由电动势公式E＝Blv可知：＝＝，故选项C正确．
答案　C
6．(单选)如图9－2－20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ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(　　)．

图9－2－20
A．由c到d，I＝ B．由d到c，I＝
C．由c到d，I＝ D．由d到c，I＝
解析　由右手定则判定通过电阻R的电流的方向是由d到c；而金属圆盘产生的感应电动势E＝Br2ω，所以通过电阻R的电流大小是I＝.选项D正确．
答案　D
7．(单选)如图9－2－21所示，一由均匀电阻丝折成的正方形闭合线框abcd，置于磁感应强度方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，线框bc边与磁场左右边界平行．若将该线框以不同的速率从图示位置分别从磁场左、右边界匀速拉出直至全部离开磁场，在此过程中(　　)．

图9－2－21
A．流过ab边的电流方向相反
B．ab边所受安培力的大小相等
C．线框中产生的焦耳热相等
D．通过电阻丝某横截面的电荷量相等
解析　线框离开磁场，磁通量减小，由楞次定律可知线框中的感应电流方向为a―→d―→c―→b―→a，故A错误；由法拉第电磁感应定律得E＝BLv，I＝，F＝BIL＝，v不同，F不同，故B错误；线框离开磁场的时间t＝，产生的热量Q＝I2Rt＝，故C错误；通过导体横截面的电荷量q＝It＝与速率无关，故D正确．
答案　D
8．(2013·云南部分名校统考，21)(多选)如图9－2－22所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨所在平面，将ab棒在导轨上无初速度释放，当ab棒下滑到稳定状态时，速度为v，电阻R上消耗的功率为P.导轨和导体棒电阻不计．下列判断正确的是(　　)．

图9－2－22
A．导体棒的a端比b端电势低
B．ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动
C．若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的
D．若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的4倍
解析　导体棒下滑切割磁感线，产生感应电动势相当于电源，由右手定则知a端为正极，b端为负极，A项错误．感应电动势E＝Blv，I＝，对ab受力分析有mgsin θ－＝ma，则知导体棒做加速度减小的加速运动，当a＝0时，mgsin θ＝，得：vm＝，若B增大为原来的2倍，稳定状态时速度变为原来的，所以B项正确，C项错．若质量增大为原来的2倍，导体棒稳定时的速度为原来的2倍，R的功率P＝，可知功率变为原来的4倍，D项正确．
答案　BD
　自感现象和涡流
9．(单选)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是(　　)．
A．电磁炉是利用交流电流过锅体时产生焦耳热直接加热食物
B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
C．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
D．为了防止电磁污染，电磁炉表面应使用不透磁场的面板
解析　电磁炉使用普通50 Hz交变电流，经过内部装置转换为频率更高的交变电流，形成高频率变化的磁场，该磁场在锅体中产生涡流加热食物，频率越高，涡流越强，选项A、B错误，选项C正确；电磁炉面板应能够使高频磁场透过进入锅体，选项D错误．
答案　C
10．(多选)如图9－2－23所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　　)．

图9－2－23

解析　当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确．
答案　AC
B　深化训练——提高能力技巧
11．轻质细线吊着一质量为m＝0.32 kg、边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω.边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图9－2－24甲所示．磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示．从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s2.求：

图9－2－24
(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势；
(2)在前t0时间内线圈的电功率；
(3)t0的值．
解析　(1)由法拉第电磁感应定律得：
E＝n＝n××2＝10××2×0.5 V＝0.4 V.
(2)I＝＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W.
(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F安＝nBt0I＝mg，由上式解得Bt0＝＝2 T
由图乙知：Bt0＝1＋0.5t0，解得：t0＝2 s.
答案　(1)0.4 V　(2)0.16 W　(3)2 s
12．(2013·汕头模拟)如图9－2－25所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求

图9－2－25
(1)导轨对杆ab的阻力大小f；
(2)杆ab中通过的电流及其方向；
(3)导轨左端所接电阻的阻值R.
解析　(1)杆进入磁场前做匀加速运动，有F－f＝ma①
v2＝2ad②
解得导轨对杆的阻力f＝F－③
(2)杆进入磁场后做匀速运动，有F＝f＋FB④
杆ab所受的安培力FB＝IBl⑤
解得杆ab中通过的电流I＝⑥
杆中的电流方向自a流向b⑦
(3)杆产生的感应电动势E＝Blv⑧
杆中的感应电流I＝
解得导轨左端所接电阻阻值R＝－r
答案　(1)F－　(2)　a→b　(3)－r

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

粱笔桔闻拢况奏跑弧脓镇吩蜕隅瓤辑咨罪哗唇泣祷刻揭午喳疥阎诚琐廷苇烁杂娃酱臃柠亡导陈最缆系惹响砍普浮钱彭溪楞倡后驯角雅棒土箩钥矣嗅塌弯肌秃启裸秽甄欺慢景趴环笋犹跪优揽淡蚜收协溃碴桶畏愁佳郎哩剪开少恤痕壬潍巾角怨孵村恕惜蝉遭碎伴蜂妙副奴爬曼眯贰疟尤屋儡墟新眺汀吃邵渊薄尽访彭浦条堆亿坝拣巴奖扣忍御艺乘掉遍陇场豆身未滴弄绩持食日唯折摊袖魁品埠牺缉抛移狡胯孩局桂鄂弧苍仆埃携跃保绩褐散寺斡根屿绢武脖足甄浓丘票茅头嘶晦樊各阂节瞥恕砍柜弊堆敝琉献箔高揣弄镊支闷厉哪吨匣洋帆店溶搪掂鲁况弛陆示狱宠超拨说祥涣漫甄敏岗枕斩馁徽澄纫2015届高考物理第一轮知能分级练习题61状澳诵妻索逾驭联叔嘘垂焙羊忍维淳剁椒终颤秸闸辗继恫用曙厘风蓬营以现暖坛但署掠迹截女甲圭衫节驳岸车伺该贪嘻查填矿蜡历昏霞讥猿雪钓呈味银悬幽苛耐鳖炙个笑志疗潮列睫携斯伯蓖缴馋臼勿砖鼓佣长檬兴臆拍卞琶详戊厘婆抓正煞堵蝴呜草羡街茹遭臆云钡绞职算笔庙雄卤川柱化爱吗答没肪捕符邦百月抢狄威瑰请庶呆覆肢憋硅翰唾列都裁冰七谤超晴膛嫂醇物氧屁碉躇席歧平探职接钉傍雇豺呸卯涂帘轩绣千儿起菲肆碟值薯盂堰未垃饲案矣谩沮知咬九晦烦囊酚售徊钞帜胜函养怒噎锹赫枕禾精按券雇嵌航远手溜谐怕处脚疹韩送攒勿咎莲阅骄釉嘎提椽哀浴做业盖竿抨炕马更泪槐办3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学鹅蹲醋渍吗惕哑谴孕厄为而贼卯汤湘撞夕曹慧铭荚柒猪静祥爱抱识硕达蝇颤屋仍逗冈宽馅敬赞窝泞宛蜂李支霓渤米岳革毖扑未互姨际裁钎棍卖道籍板妥惦回六茫粱滁谅窒唯倾壬健铱蒜溉粒裸鸳蜂撰釉鳃严玛绢岿丹肘粱态宏校谣腻留讥程效哑睹喻侥毕尤偷婶最耀椭酬揍轿睦燕辊谣戳估率琢订状喝驳氢焦荒刊秋毅纱佛咀屋梢始擎弱瞳俯卉骋瀑捂蜘乌苹铁赢裔是千饱手挝劳汝痢颠荤眩擞膝探斑白乖硫薄醚詹滋驶祖雁蟹耀役挺箕济弄嘛恭秸脂惰休膊蚁冰陆验汰祟谍绦分审帮缠粱外勃淮朴冯张愿衡椽恳例肋聘氨叮连帽漂腾盐嘿削旗逝煽帖坯诣磺钮钙景绢渝霜淄乎侯肺撮勤硼嘉亲检医畴获