2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時跟蹤檢測.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時跟蹤檢測 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 一、單項選擇題 1.(xx南京模擬)如圖1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兩極板電勢相等。兩極板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器P板(　　) 圖1 A．不帶電 B．所帶電荷量與t成正比 C．帶正電，電荷量是 圖2 D．帶負(fù)電，電荷量是 2.如圖2中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場的方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l。t＝0時刻bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是(　　) 圖3 3.如圖4所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計，L1、L2是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S閉合和斷開的過程中，燈L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)(　　) 圖4 A．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮 B．S閉合，L1不亮，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮 C．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅 D．S閉合，L1、L2同時亮，而后L1逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅 4.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖5所示，拋物線的方程是y＝x2，下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(圖中的虛線所示)，一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是(　　) 圖5 A．mgb　　　　　　　　 B.mv2 C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2 5.(xx武漢模擬)如圖6所示是圓盤發(fā)電機的示意圖；銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則(　　) 圖6 A．由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流 B．回路中感應(yīng)電流大小不變，為 C．回路中感應(yīng)電流方向不變，為C→R→D→C D．回路中有周期性變化的感應(yīng)電流 二、多項選擇題 6.(xx上海高考)如圖7，勻強磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形。則磁場(　　) 圖7 A．逐漸增強，方向向外 B．逐漸增強，方向向里 C．逐漸減弱，方向向外 D．逐漸減弱，方向向里 7．如圖一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，在磁場中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈位于紙面內(nèi)，如圖8甲所示。現(xiàn)令磁感應(yīng)強度值B隨時間t變化，先按圖乙所示的oa圖線變化，后來又按bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流(　　) 圖8 A．E1>E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向 B．E1<E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向 C．E1<E2，I2沿順時針方向，I3沿逆時針方向 D．E2＝E3，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向 8.(xx廣東七校聯(lián)考)如圖9所示，在磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，有一水平放置的U形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端連接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌間距離為L，在導(dǎo)軌上垂直放置一根金屬棒MN，與導(dǎo)軌接觸良好，電阻為r，用外力拉著金屬棒向右以速度v做勻速運動。則金屬棒運動過程中(　　) 圖9 A．金屬棒中的電流方向為由N到M B．電阻R兩端的電壓為BLv C．金屬棒受到的安培力大小為 D．電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 三、計算題 9.金屬桿MN和PQ間距為l，MP間接有電阻R，磁場如圖10所示，磁感應(yīng)強度為B。金屬棒AB長為2l，由圖示位置以A為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90(順時針)。求該過程中(其他電阻不計)： 圖10 (1)R上的最大電功率； (2)通過R的電量。 10.(xx廣東汕頭二模)如圖11所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個電阻。一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上。在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強度為B。對桿施加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運動，已知桿到達(dá)磁場區(qū)域時速度為v，之后進(jìn)入磁場恰好做勻速運動。不計導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力。求： 圖11 (1)導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小f； (2)桿ab中通過的電流及其方向； (3)導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R。 答 案 1．選D　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)定律得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(fù)電，故D選項正確。 2．選B　當(dāng)線圈進(jìn)入時，穿過線圈的磁通量增加，切割磁感線的等效長度均勻增加，故線圈進(jìn)入時，電流方向為負(fù)，大小均勻增大，故A、C錯；當(dāng)線圈完全進(jìn)入的瞬間電流為零，線圈穿出時，同理可判斷，電流為正，大小均勻增大，故B對，D錯。 3．選D　當(dāng)S閉合時，L的自感系數(shù)很大，對電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電源相連，L1和L2同時亮，隨著L中電流的增大，L的直流電阻不計，L的分流作用增大，L1中的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2中的電流增大，L2燈變得更亮；當(dāng)S斷開時，L2中無電流，立即熄滅，而線圈L將要維持本身的電流不變，L與L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅。綜上所述，選項D正確。 4．選D　金屬塊在進(jìn)出磁場過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能要減少，上升的最大高度不斷降低，最后剛好飛不出磁場，就往復(fù)運動永不停止，由能量守恒可得Q＝ΔE＝mv2＋mg(b－a)。 5．選B　把銅盤看作閉合回路的一部分，在穿過銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動時，銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中有感應(yīng)電流，選項A錯誤；銅盤切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E＝BL2ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中感應(yīng)電流I＝E/R＝，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向為C→D→R→C，選項B正確，C、D錯誤。 6．選CD　磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形，導(dǎo)線圍成的面積擴(kuò)大，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線內(nèi)的磁通量一定正在減小，而擴(kuò)大面積可以阻礙磁通量的減小。該過程與磁通量的方向無關(guān)。故選項C、D正確，A、B錯誤。 7．選BD　由法拉第電磁感應(yīng)定律知E1<E2＝E3；由楞次定律可知oa段，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時針方向；bd整段斜率不變，感應(yīng)電流方向相同，為順時針方向。 8．選AC　A項，由右手定則判斷得知金屬棒MN中的電流方向為由N到M，故A正確；B項，MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝BLv，回路中的感應(yīng)電流大小為 I＝ ＝ ，則電阻R兩端的電壓為U＝IR＝，故B錯誤；C項，金屬棒MN受到的安培力大小為 F＝BIL＝ ，故C正確；D項，電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 P＝I2R＝2R＝ ，故D錯誤。 9．解析：AB轉(zhuǎn)動切割磁感線，且切割長度由l增至2l以后AB離開MN，電路斷開。 (1)當(dāng)B端恰至MN上時，E最大。 Em＝B2l＝2Bωl2， PRm＝＝ (2)AB由初位置轉(zhuǎn)至B端恰在MN上的過程中回路 ΔΦ＝Bl2lsin 60＝Bl2 q＝Δt＝＝ 答案：(1)　(2) 10．解析：(1)桿進(jìn)入磁場前做勻加速運動，有 F－f＝ma① v2＝2ad② 解得導(dǎo)軌對桿的阻力f＝F－③ (2)桿進(jìn)入磁場后做勻速運動，有F＝f＋F安④ 桿ab所受的安培力F安＝IBl⑤ 解得桿ab中通過的電流I＝⑥ 桿中的電流方向自a流向b⑦ (3)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv⑧ 桿中的感應(yīng)電流I＝⑨ 解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值 R＝－r⑩ 答案：(1)F－　(2)　a→b (3)－r