还剩7页未读，继续阅读
文本内容:
考点规范练32 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
一、单项选择题
1.如图所示三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场虚线表示环的某条直径已知所有磁场的磁感应强度随时间的变化关系都满足B=kt磁场方向如图所示测得A环内感应电流为I则B环和C环内感应电流分别为 A.IB=IIC=0B.IB=IIC=2IC.IB=2IIC=2ID.IB=2IIC=0答案D解析C环中穿过圆环的磁感线完全抵消磁通量为零保持不变所以没有感应电流产生则IC=0根据法拉第电磁感应定律得E=n=nS=kSS是有效面积可得E∝S所以A、B中感应电动势之比EA∶EB=1∶2根据欧姆定律得IB=2IA=2I选项D正确
2.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∶1C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4D.a、b线圈中电功率之比为3∶1答案B解析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=nSS=l2R=ρI=P=可知Ea∶Eb=9∶1Ia∶Ib=3∶1Pa∶Pb=27∶1选项B正确选项C、D错误
3.如图甲所示一个圆形线圈的匝数n=100线圈面积S=200cm2线圈的电阻r=1Ω线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法正确的是 A.线圈中的感应电流方向为顺时针方向B.电阻R两端的电压随时间均匀增大C.线圈电阻r消耗的功率为4×10-4WD.前4s内通过R的电荷量为4×10-4C答案C解析由楞次定律可知线圈中的感应电流方向为逆时针方向选项A错误;根据法拉第电磁感应定律产生的感应电动势恒定为E==
0.1V电阻R两端的电压不随时间变化选项B错误;回路中电流I==
0.02A线圈电阻r消耗的功率为P=I2r=4×10-4W选项C正确;前4s内通过R的电荷量为q=It=
0.08C选项D错误
4.如图所示A、B是两个完全相同的灯泡D是理想二极管L是带铁芯的线圈其电阻忽略不计下列说法正确的是 A.S闭合瞬间A先亮B.S闭合瞬间A、B同时亮C.S断开瞬间B逐渐熄灭D.S断开瞬间A闪亮一下然后逐渐熄灭答案D解析D是理想二极管具有单向导通、反向截止作用S闭合瞬间A不亮故A、B错误;S断开瞬间B立即熄灭A闪亮一下然后逐渐熄灭故C错误D正确
5.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ω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 A.由c到dI=B.由d到cI=C.由c到dI=D.由d到cI=答案D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
6.如图所示的电路中L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈D
1、D2和D3是3个完全相同的灯泡E是内阻不计的电源在t=0时刻闭合开关S电路稳定后在t1时刻断开开关S规定以电路稳定时流过D
1、D2的电流方向为正方向分别用I
1、I2表示流过D1和D2的电流则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 答案C解析L的直流电阻不计电路稳定后通过D1的电流是通过D
2、D3电流的2倍闭合开关瞬间D2立即变亮由于L的阻碍作用D1逐渐变亮即I1逐渐变大在t1时刻断开开关SL产生自感电动势与D
1、D2和D3形成回路所以通过D
2、D3的电流反向且是从I1逐渐减小的I1方向不变故选C
二、多项选择题
7.电磁炉通过电子线路产生交变磁场把铁锅放在炉面上时在铁锅底部产生交变的电流它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点下列关于电磁炉的说法正确的是 A.电磁炉面板可采用陶瓷材料发热部分为铁锅底部B.电磁炉面板可采用金属材料通过面板发热加热锅内食品C.电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热D.可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率答案AD解析电磁炉是利用电磁感应原理制成的电气烹饪器具由高频感应加热线圈即励磁线圈、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成使用时加热线圈中通入交变电流线圈周围便产生一交变磁场交变磁场的磁感线大部分通过金属锅体在锅底中产生大量涡流从而产生烹饪所需的热所以电磁炉发热部分需要用铁锅底部而不能用陶瓷材料面板如果发生电磁感应要损失电能故电磁炉面板要用绝缘材料制作可采用陶瓷材料A正确B、C错误锅体中涡流的强弱与磁场变化的快慢有关D正确
8.如图所示正方形线框的边长为l电容器的电容为C正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中当磁感应强度以k为变化率均匀减小时下列说法正确的是 A.线框产生的感应电动势大小为kl2B.电压表没有读数C.a点的电势高于b点的电势D.电容器所带的电荷量为零答案BC解析由于线框的一半放在磁场中因此线框产生的感应电动势大小为A错误;由于线框所产生的感应电动势是恒定的且线框连接了一个电容器相当于电路断路没有电流通过电压表电压表的工作原理是电流流过表头所以电压表两端无电压电压表没有读数B正确;根据楞次定律可以判断a点的电势高于b点的电势C正确;由C=可知电容器所带电荷量Q=CD错误
9.如图所示竖直光滑导轨上端接入一定值电阻RC1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1=b+ktk0变化C2中磁场的磁感应强度恒为B2;一质量为m、电阻为r、长度为l的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上且与导轨接触良好并恰能保持静止则 A.通过金属杆的电流大小为B.通过金属杆的电流方向为从B到AC.定值电阻的阻值为R=-rD.整个电路的热功率P=答案BCD解析根据题述金属杆恰能保持静止由平衡条件可得mg=B2I·2a通过金属杆的电流大小为I=选项A错误;由楞次定律可知通过金属杆的电流方向为从B到A选项B正确;根据区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1=b+ktk0变化可知=kC1中磁场变化产生的感应电动势E=πa2=πka2由闭合电路欧姆定律得E=Ir+R联立解得定值电阻的阻值为R=-r选项C正确;整个电路的热功率P=EI=kπa2·选项D正确
10.半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面BA的延长线通过圆导轨圆心O装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中磁感应强度的大小为B方向竖直向下在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动在转动过程中始终与导轨保持良好接触导轨电阻不计下列说法正确的是 A.金属棒中电流从B流向AB.金属棒两端电压为Bωr2C.电容器的M板带负电D.电容器所带电荷量为CBωr2答案AB解析根据右手定则可知金属棒中电流从B流向AA正确;金属棒转动产生的电动势为E=BrBωr2切割磁感线的金属棒相当于电源金属棒两端电压相当于电源的路端电压因而U=E=Bωr2B正确;金属棒A端相当于电源正极电容器M板带正电C错误;由C=可得电容器所带电荷量为Q=CBωr2D错误
三、非选择题
11.轻质细线吊着一质量为m=
0.42kg、边长为l=1m、匝数n=10的正方形线圈其总电阻为r=1Ω在线圈的中间位置以下区域分布着磁场如图甲所示磁场方向垂直纸面向里磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示整个过程线圈不翻转重力加速度g取10m/s21判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;2求线圈的电功率;3求在t=4s时轻质细线上的拉力大小答案1逆时针
20.25W
31.2N解析1由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向2由法拉第电磁感应定律得E=n=n·l2=
0.5V则P==
0.25W3I==
0.5AF安=nBIl方向向上当t=4s时磁感应强度B=
0.6T则F安+F拉=mg联立解得F拉=
1.2N
12.如图所示两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面纸面内其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域区域左边界MN虚线与导轨垂直磁场的磁感应强度大小为B0方向也垂直于纸面向里某时刻金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动在t0时刻恰好以速度v0越过MN此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好它们的电阻均忽略不计求:1在t=0到t=t0时间间隔内流过电阻的电荷量的绝对值;2在时刻ttt0穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小答案1 2B0lv0t-t0+ktS B0lv0+kS解析1在金属棒未越过MN之前t时刻穿过回路的磁通量为Φ=ktS
①设在从t时刻到t+Δt的时间间隔内回路磁通量的变化量为ΔΦ流过电阻R的电荷量为Δq根据法拉第电磁感应定律有E=-
②根据欧姆定律有i=
③根据电流的定义有i=
④联立
①②③④式得|Δq|=Δt
⑤由
⑤式得在t=0到t=t0的时间间隔内流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|=
⑥2当tt0时金属棒已越过MN由于金属棒在MN右侧做匀速运动有f=F
⑦式中f是外加水平恒力F是匀强磁场施加的安培力设此时回路中的电流为IF的大小为F=B0lI
⑧此时金属棒与MN之间的距离为s=v0t-t0
⑨匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ=B0ls回路的总磁通量为Φt=Φ+Φ式中Φ仍如
①式所示由
①⑨式得在时刻ttt0穿过回路的总磁通量为Φt=B0lv0t-t0+ktS在t到t+Δt的时间间隔内总磁通量的改变ΔΦt为ΔΦt=B0lv0+kSΔt由法拉第电磁感应定律得回路感应电动势的大小为Et=||由欧姆定律有I=联立
⑦⑧式得f=B0lv0+kS。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0
