2017-2018學年高中物理 暑假作業(yè) 法拉第電磁感應定律、自感、渦流 新人教版選修3-2.doc

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法拉第電磁感應定律、自感、渦流 一、單選題 1.如圖所示,用粗細均勻的阻值為R的金屬絲做成面積為S的圓環(huán),它有一半處于勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里、磁場均勻變化、磁感應強度大小隨時間的變化率=k(k>0).ab為圓環(huán)的一條直徑,則下列說法正確的是( ) A.圓環(huán)中產生順時針方向的感應電流 B.圓環(huán)有擴張的趨勢 C.圖中a、b兩點間的電壓大小為kS D.圓環(huán)中感應電流的大小為kS/2R 2.如圖所示,兩根相距為l的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內).現對MN施力使它沿導軌方向以速度v(如圖)做勻速運動.令U表示MN兩端電壓的大小,則( ) A. 流過固定電阻的感應電流由到 B. 流過固定電阻的感應電流由到 C. ,流過固定電阻的感應電流由到 D. ,流過固定電阻的感應電流由到 3.如圖所示,A、B兩閉合線圈由同樣長度、同種材料的導線繞成,A為10匝,B為20匝,半徑為,勻強磁場只分布在B線圈內。若磁場均勻地減弱,則( ) A.A中無感應電流,B中有感應電流 B.A中有感應電流,B中無感應電流 C.A、B中感應電動勢之比為1:2 D.A、B中感應電流之比為2:1 4.穿過某線圈的磁通量隨時間的變化的關系如圖所示,在線圈內產生感應電動勢最大值的時間是( ) A.0~2s B.2~4s C.4~6s D.6~8s 5.如圖所示,兩塊水平放置的金屬板距離為d,用導線、開關K 與一個n匝的線圈連接,線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小壓力傳感器,壓力傳感器上表面靜止放置一個質量為m、電荷量為+q 的小球,K 斷開時傳感器上有示數,K閉合穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數,則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是( ) A.正在增加, B.正在減弱, C.正在增加, D.正在減弱, 6.有一個n匝的圓形線圈,放在磁感應強度為B的勻強磁場中,線圈平面與磁感線成30角,磁感應強度均勻變化,線圈導線的規(guī)格不變,下列方法可使線圈中的感應電流增加一倍的是( ) A.將線圈匝數增加一倍 B.將線圈面積增加一倍 C.將線圈半徑增加一倍 D.將線圈平面轉至跟磁感線垂直的位置 二、多選題 7.磁電式儀表的線圈通常用鋁框作骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是( ) A.防止渦流而設計的 B.利用渦流而設計的 C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅動的作用 8.如圖甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖,以下說法正確的是( ) A.線圈匝數 B.線圈匝數 C.甲圖中的電表是電壓表,乙圖中的電表是電流表 D.甲圖中的電表是電流表,乙圖中的電表是電壓表 9.穿過一個電阻為1,線圈面積為1的單匝閉合線圈的磁感應強度每秒鐘均勻地減少2,即,則( ) A. 線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2 B. 線圈中的感應電動勢一定是2 C. 線圈中的感應電流一定是每秒鐘減少2 D. 線圈中的感應電流一定是2 10.下列哪些措施是為了防止渦流的危害( ) A.電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋 B.磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上 C.變壓器的鐵芯不做成整塊,而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成 D.變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導電的氧化層 11.如圖所示,電阻和面積一定的圓形線圈垂直放入勻強磁場中,磁場的方向垂直紙面向里,磁感應強度隨時間的變化規(guī)律為B=B0sinωt.下列說法正確的是( ) A.當時,線圈中的感應電流最大 B.線圈中產生的是交流電 C.若增大ω,則產生的感應電流的頻率隨之增大 D.若增大ω,則產生的感應電流的功率隨之增大 12.如圖甲所示,一個圓形線圈的匝數n=100,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1Ω,線圈外接一個阻值R=4Ω的阻值,把線圈放入一方向垂直線圈平面的勻強磁場中,磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.下列說法中正確的是( ) A.線圈中的感應電流方向為順時針方向 B.電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大 C.線圈電阻r消耗的功率為410-4W D.前4s內通過R的電荷量為810-2C 13.如圖所示電路中,A、B是兩個完全相同的燈泡,L是一個理想電感線圈,當S閉合與斷開時,A、B燈的情況是( ) A.S閉合時,B立即亮,然后逐漸變亮 B.S閉合時,A、B立即亮,然后A逐漸熄滅 C.S斷開后,A、B立即熄滅 D.S斷開后,B立即熄滅,A比B后熄滅 三、計算題 14.圖甲所示,水平放置的線圈匝數匝,直徑,電阻,線圈與阻值的電阻相連.在線圈的中心有一個直徑的有界勻強磁場,磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化,規(guī)定垂直紙面向里的磁感應強度方向為正方向.試求: （1）.電壓表的示數; （2）.若撤去原磁場,在圖中虛線的右側空間加磁感應強度的勻強磁場,方向垂直紙面向里,將線圈向左拉出磁場的過程中,求通過電阻上的電荷量. 15.一個匝數為n=200的矩形線圈abcd位于勻強磁場中,磁感強度大小為B=0.8T、初始位置如圖所示(線圈平面和磁場方向平行),線圈以ab為軸勻速轉動,角速度為ω=5rad/s,已知ab邊L1=15cm,ad邊L2=10cm,線圈的總電阻是R=100Ω.求: （1）. 線圈轉動過程中的感應電動勢的最大值 （2） 線圈從初始位置開始,轉過90角的過程中,通過導線截面的電量 （3）.線圈轉動1分鐘內外力所做的功 參考答案 一、單選題 1.答案：D 解析：試題分析:本題考查了電磁感應與電路的結合,對于這類問題要明確誰是電源,電源的正負極以及外電路的組成,本題中在磁場中的半圓磁通量發(fā)生變化,因此為電源,根據楞次定律可以判斷電流方向;外電路為另一半圓與之串聯,因此電路的內外電阻相同,注意ab兩點之間電壓為路端電壓 由于磁場均勻增大,線圈中的磁通量變大,根據楞次定律可知線圈中電流為逆時針,同時為了阻礙磁通量的變化,線圈將有收縮的趨勢,故AB錯誤; 根據法拉第電磁感應定律得電動勢為: ab兩端電壓為:,故選項C錯誤;所以電流為:, 故D正確.故選D. 點評:正確應用法拉第電磁感應定律以及閉合電路歐姆定律是解本題的關鍵,本題易錯點一是求電動勢時容易誤認為面積為圓的面積,二是求ab兩點之間電壓時誤求成電動勢. 2.答案：A 3.答案：C 4.答案：C 5.答案：D 6.答案：D 二、多選題 7.答案：BC 解析：線圈通電后,在安培力作用下發(fā)生轉動,鋁框隨之轉動,并切割磁感線產生感應電流,就是渦流.渦流阻礙線圈的轉動,使線圈偏轉后較快停下來.所以這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用. 8.答案：BC 9.答案：BD 解析：根據; 10.答案：CD 11.答案：BCD 12.答案：CD 13.答案：AB 三、計算題 14.答案：（1）. （2）. 解析：（1）.根據法拉第電磁感應定律得 則感應電流為: 則電壓表的示數為: （2）.根據法拉第電磁感應定律得,平均感應電流為 通過電阻R的電量為: 將線圈拉出磁場,磁通量的變化量為定量,則代入數據得: 15.答案：（1）.感應電動勢的最大值為Em=NBSω=12V （2）.感應電動勢平均值為感應電流平均值為通過導線截面的電量聯立得到 （3）.