高考物理复习课练30.docx
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高考物理复习课练30
课练30 法拉第电磁感应定律 自感现象
1.
在如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆,当电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是( )
A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆
B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆
C.G1、G2表的指针都向左摆
D.G1、G2表的指针都向右摆
2.
(多选)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )
A.增加线圈的匝数
B.将金属杯换为瓷杯
C.取走线圈中的铁芯
D.提高交流电源的频率
3.
如图所示,边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一个边长为L、粗细均匀的正方形导线框abcd,其所在平面与磁场方向垂直,导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上,导线框各边的电阻大小均为R.在导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场,到整个导线框离开磁场区域的过程中,下列说法正确的是( )
A.导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流
B.导线框中有感应电流的时间为
C.导线框的bd对角线有一半进入磁场时,整个导线框所受安培力大小为
D.导线框的bd对角线有一半进入磁场时,导线框a、c两点间的电压为
4.
(多选)如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时( )
A.穿过回路的磁通量为零
B.回路中感应电动势大小为2Blv0
C.回路中感应电流的方向为顺时针方向
D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
5.(多选)
如图甲所示,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=4Ω,磁感应强度B的B—t图象如图乙所示(以向右为正方向),下列说法正确的是( )
A.电阻R中的电流方向是从A到C
B.感应电流的大小保持不变
C.电阻R两端的电压为6V
D.C点的电势为4.8V
6.
(多选)如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈等距离排列,且与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带运动方向,根据穿过磁场后线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈.通过观察图形,判断下列说法正确的是( )
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针方向
B.若线圈闭合,传送带以较大速度匀速运动时,磁场对线圈的作用力增大
C.从图中可以看出,第2个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第3个线圈是不合格线圈
7.如图甲所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动.图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系,则下面可以表示外力F随时间t变化关系的图象是( )
8.(多选)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是( )
9.(多选)在北半球某地的地磁场磁感应强度的大小为9×10-5T,方向与竖直方向的夹角为60°,一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s.则下列关于落潮时的说法正确的是( )
A.电压表的正极要连接河的南岸
B.电压表的正极要连接河的北岸
C.电压表记录的电压为9mV
D.电压表记录的电压为5mV
10.
(多选)如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前,能让线框穿过)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中( )
A.线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B.线框的磁通量为零时,感应电流却不为零
C.线框所受安培力的合力方向依次为上→下→上
D.线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动
11.如图甲,电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m,底端连接电阻R=2Ω,导轨平面倾角θ=30°,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1T.质量m=40g、电阻r=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上,金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动,经过时间t1=2s通过距离x=1.5m,速度达到最大,这个过程中电压表示数U0=0.8V,电流表示数I0=0.6A,示数稳定,运动过程中金属棒始终与导轨垂直,细线始终与导轨平行且在同一平面内,电动机线圈内阻r0=0.5Ω,g取10m/s2.求:
(1)细线对金属棒拉力的功率P多大?
(2)金属棒从静止开始运动的t1=2s时间内,电阻R上产生的热量QR是多大?
(3)用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN,使金属棒保持静止状态,金属棒到导轨下端距离为d=1m.若磁场按照图乙规律变化,外力F随着时间t的变化关系式?
12.
如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置,导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场.导体棒a的质量为ma=0.4kg,电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量为mb=0.1kg,电阻Rb=6Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.a、b从开始相距L0=0.5m处同时由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场(g取10m/s2,不计a、b之间电流的相互作用).求:
(1)当a、b分别穿越磁场的过程中,通过R的电荷量之比;
(2)在穿越磁场的过程中,a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比;
(3)磁场区域沿导轨方向的宽度d;
(4)在整个过程中产生的总焦耳热.
1.
(2015·课标Ⅱ)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A.Ua>Uc,金属框中无电流
B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a—b—c—a
C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流
D.Uac=Bl2ω,金属框中电流方向沿a—c—b—a
2.(2016·课标Ⅰ)
如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑.求:
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;
(2)金属棒运动速度的大小.
3.(2016·课标Ⅱ)
如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求:
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
(2)电阻的阻值.
4.
(2016·课标Ⅲ)如图,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t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.
5.(2016·上海单科)
如图,一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内,磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直.一足够长,质量为m的直导体棒沿x方向置于轨道上,在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动,运动时棒与x轴始终平行.棒单位长度的电阻为ρ,与电阻不计的轨道接触良好,运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky(SI).求:
(1)导体轨道的轨道方程y=f(x);
(2)棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系;
(3)棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功.
6.(2016·天津理综)
电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度.电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论:
如图所示,将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上,斜面与水平方向夹角为θ.一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间,恰好匀速穿过,穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定,其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同.磁铁端面是边长为d的正方形,由于磁铁距离铝条很近,磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场,磁感应强度为B,铝条的高度大于d,电阻率为ρ.为研究问题方便,铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其他部分电阻和磁场可忽略不计,假设磁铁进入铝条间以后,减少的机械能完全转化为铝条的内能,重力加速度为g.
(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流I;
(2)若两铝条的宽度均为b,推导磁铁匀速穿过铝条间时速度v的表达式;
(3)在其他条件不变的情况下,仅将两铝条更换为宽度b′>b的铝条,磁铁仍以速度v进入铝条间,试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化.
7.(多选)(2017·吉林长春二模)
由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为Φ=Φmsinωt,则产生的感应电动势为e=ωΦcosωt.如图所示,在竖直平面内有一个闭合导线框ACD,其中AC段和CD段由细软弹性电阻丝制成,电阻不计,AD段电阻恒为r,端点A、D固定.在以水平线段AD为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,圆的半径为R.用两种方式使导线框上产生感应电流.方式一:
将导线上的C点以恒定角速度ω1(相对圆心O)从A点沿圆弧移动至D点;方式二:
以AD为轴,保持∠ADC=45
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