2011高考物理一輪復(fù)習(xí)成套課時練習(xí)92法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時作業(yè) 選修32

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1、選修3-2 第九章第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流[課時作業(yè)] 命 題 設(shè) 計 難度　 目標　 題號　　　　　　　　　　 較易 中等 稍難 單 一 目 標 法拉第電磁感應(yīng)定律 2、3、4、6 7、8、9 自感、互感 1、5 綜合 目標 綜合應(yīng)用 10 11、12 一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分，在每小題給出的四個選項中，只有 一項是符合題目要求的) 1．(2010·安慶模擬)在圖1所示的電路中，兩個靈敏電流表G1和G2 的零點都在刻度盤中央，當電流從“＋”接線柱流入時，指針向右 擺；電流

2、從“－”接線柱流入時，指針向左擺．在電路接通后再 斷開的瞬間，下列說法中符合實際情況的是(　　) A．G1表指針向左擺，G2表指針向右擺 B．G1表指針向右擺，G2表指針向左擺 C．G1、G2表的指針都向左擺 D．G1、G2表的指針都向右擺 解析：電路接通后線圈中電流方向向右，當電路斷開時，線圈中電流減小，產(chǎn)生與原方向相同的自感電動勢，與G2和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，G2中電流方向向左，即G1指針向右擺，G2指針向左擺．B項正確． 答案：B 2．(2009·山東高考)如圖2所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂

3、直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是(　　) A．感應(yīng)電流方向不變 B．CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動勢最大值Em＝2Bav D．感應(yīng)電動勢平均值＝πBav 解析：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向不變． A正確． 感應(yīng)電動勢的最大值即切割磁感線等效長度最大時的電動勢，故Em＝Bav， C錯誤． ＝① ΔΦ＝B·πa2② Δt＝③ 由①②③得＝πBav，D錯誤． 答案：A 3．如圖3所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C

4、的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，t＝0時，P、Q兩板電勢相等．兩板間的距離遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t，電容器P板(　　) A．不帶電 B．所帶電荷量與t成正比 C．帶正電，電荷量是 D．帶負電，電荷量是 解析：磁感應(yīng)強度以B＝B0＋Kt(K>0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝S＝KS，而S＝，經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量Q＝EC＝；由楞次定律知電容器P板帶負電，故D選項正確． 答案：D 4．如圖4甲所示，水平面上的平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒中間用絕緣絲線系?。_始，勻強磁

5、場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化如圖4乙所示．I和FT分別表示流過導(dǎo)體棒中的電流和絲線的拉力．則在t0時刻(　　) A．I＝0，F(xiàn)T＝0　　　　　B．I＝0，F(xiàn)T≠0 C．I≠0，F(xiàn)T＝0 D．I≠0，F(xiàn)T≠0 解析：t0時刻，磁場變化，磁通量變化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均為零，絲線的拉力為零．C項正確． 答案：C 5．如圖5所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場

6、的磁感應(yīng)強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是 (　　) A．回路中有大小和方向周期性變化的電流 B．回路中電流大小恒定，且等于 C．回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D．若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會 有電流流過 解析：把銅盤看做若干條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當銅盤轉(zhuǎn)動時，每根銅棒都在切割磁感線，相當于電源，由右手定則知，中心為電源正極，盤邊緣為負極，若干個相同的電源并聯(lián)對外供電，電流方向由b經(jīng)燈泡再從a流回銅盤，方向不變，C對，A錯．回路中感應(yīng)電動勢

7、為E＝BL＝BωL2，所以電流I＝＝，B錯．當銅盤不動，磁場按正弦規(guī)律變化時，銅盤中形成渦流，但沒有電流通過燈泡，D錯． 答案：C 6．(2009·安徽高考)如圖6甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O′分別是ab邊和cd邊的中點．現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖6乙所示位置．在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是(　　) A. B.C.D．0 解析：甲圖中，磁通量Φ1＝BS，乙圖中穿過線圈的磁通量等于零，根據(jù)公式q＝＝，A正確． 答案：A

8、 7．如圖7所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路解體時應(yīng)先(　　) A．斷開S1 B．斷開S2 C．拆除電流表 D．拆除電阻R 解析：當S1、S2均閉合時，電壓表與線圈L并聯(lián)；當S2閉合而S1斷開時，電壓表與線圈L串聯(lián)，所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反． 只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會組成回路，在斷開干路時，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表中指針反向轉(zhuǎn)動而可能損壞電壓表．正確答案為B. 答案：B 8．如圖8所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，

9、b、d間連有一 固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo) 體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中，磁 感應(yīng)強度的大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面 內(nèi))．現(xiàn)對桿MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運動．令U 表示MN兩端電壓的大小，則(　　) A．U＝Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d B．U＝Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b C．U＝Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d D．U＝Blv，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b 解析：導(dǎo)體桿向右勻速運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Blv，R和導(dǎo)體桿形成一串聯(lián)電路，由分壓原理得

10、U＝·R＝Blv，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向由N→M→b→d，所以A選項正確． 答案：A 9．如圖9所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強磁場垂直于ab棒斜向下．從某時刻開始磁感應(yīng)強度均勻減小(假設(shè)不會減至零)，同時施加一個水平外力F使金屬棒ab保持靜止，則F b (　　) A．方向向右，且為恒力 B．方向向右，且為變力 C．方向向左，且為變力 D．方向向左，且為恒力 解析：根據(jù)楞次定律，B減小時，磁通量Φ減小，為阻礙Φ減小，ab產(chǎn)生向右運動的趨勢，故外力F方向向左．再根據(jù)電磁感應(yīng)定律，

11、E＝＝，B均勻減小，故不變，E不變，I不變．F安＝BIL均勻減小，故F為變力．C項正確． 答案：C 二、計算題(本題共3小題，共37分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算 步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 10．(11分)(2010·滁州模擬)如圖10甲所示，一正方形金屬線框位于有界勻強磁場區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著邊界．t＝0時刻對線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t0穿出磁場．圖10乙所示為外力F隨時間t變化的圖象．若線框質(zhì)量為m、電阻R及圖象中的F0、t0均為已知量，則根據(jù)上述條件，請你推出： (1)磁

12、感應(yīng)強度B的表達式； (2)線框左邊剛離開磁場前瞬間的感應(yīng)電動勢E的表達式． 解析：(1)線框運動的加速度：a＝① 線框邊長：l＝at02② 線框離開磁場前瞬間速度： v＝at0③ 由牛頓第二定律知： 3F0－＝ma④ 解①②③④式得， B＝ ⑤ (2)線框離開磁場前瞬間感應(yīng)電動勢： E＝Blv⑥ 解①②③⑤⑥式得：E＝ . 答案：(1) 　(2) 11．(12分)如圖11甲所示，豎直向下的勻強磁場垂直于光滑的桌面，圖甲中的虛線為磁場的邊界線，邊界線右側(cè)的磁場區(qū)域足夠大；質(zhì)量為m、電阻為R的矩形金屬線圈abcd平放在桌面上，線圈的長和寬分別為l和2l，線圈的一半在

13、磁場內(nèi)，一半在磁場外；t＝0時刻磁感應(yīng)強度從B0開始均勻減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場力作用下線圈的v－t圖象如圖11乙所示，圖乙中的斜向虛線為t＝0時刻速度圖線的切線，數(shù)據(jù)由圖中給出．求： (1)t＝0時刻金屬線圈的加速度； (2)磁感應(yīng)強度的變化率. 解析：(1)由v－t圖象知，t＝0時刻的加速度為 a＝＝. (2)t＝0時刻 E＝·S＝·l2 回路中電流I＝ 此時安培力F＝B0Il 由牛頓第二定律得F＝ma 聯(lián)立上述各式得＝. 答案：(1)　(2) 12．(14分)(2009·全國卷Ⅱ)如圖12所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直

14、于紙面向里，大小隨時間的變化率＝k，k為負的常量．用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框，將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中．求： (1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??； (2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率． 解析：(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢為 E＝① ΔΦ＝l2ΔB② 導(dǎo)線框中的電流為 I＝③ 式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有 R＝ρ④ 聯(lián)立①②③④式，將＝k代入得 I＝⑤ (2)導(dǎo)線框所受磁場的作用力的大小為 F＝BIl⑥ 它隨時間的變化率為 ＝Il⑦ 由⑤⑦式得 ＝. 答案：(1)　(2) 內(nèi)容總結(jié) （1）選修3-2 第九章第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流[課時作業(yè)] 一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分，在每小題給出的四個選項中，只有 一項是符合題目要求的) 1．(2010·安慶模擬)在圖1所示的電路中，兩個靈敏電流表G1和G2 的零點都在刻度盤中央，當電流從“＋”接線柱流入時，指針向右 擺