1、.配餐作業(yè)法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流見學(xué)生用書P369A組·根底穩(wěn)固題1如下圖是描繪電磁爐工作原理的示意圖。爐子的內(nèi)部有一個(gè)金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)或鋼質(zhì)鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便起到加熱物體的作用從而煮熟。因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。以下說法正確的選項(xiàng)是 A最好使用鋁鍋或銅鍋B最好使用平底不銹鋼鍋或鐵鍋C最好使用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋D在電磁爐與鐵鍋之間放一層白紙后無法加熱解析選用

2、陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋無法形成渦流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；A、B項(xiàng)中均能形成渦流，銅和鋁的電阻率小，電熱少，效率低，相對(duì)來說選用平底不銹鋼鍋或鐵鍋為最正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由于線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透白紙到達(dá)鍋底，在鐵鍋中產(chǎn)生渦流，可以加熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B2多項(xiàng)選擇單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如下圖，那么A在t0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大B在t1×102 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C在t2×102 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D在02×102 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知E，故t0及t2

3、×102 s時(shí)刻，E0，A錯(cuò)，C對(duì)；t1×102 s，E最大，B項(xiàng)對(duì)；02×102 s，0，E0，D項(xiàng)錯(cuò)。答案BC3多項(xiàng)選擇如下圖是研究通電自感實(shí)驗(yàn)的電路圖，A1、A2是兩個(gè)規(guī)格一樣的小燈泡，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻R，使兩個(gè)燈泡的亮度一樣，調(diào)節(jié)可變電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S，再重新閉合開關(guān)S，那么A閉合瞬間，A1立即變亮，A2逐漸變亮B閉合瞬間，A2立即變亮，A1逐漸變亮C穩(wěn)定后，L和R兩端電勢(shì)差一定一樣D穩(wěn)定后，A1和A2兩端電勢(shì)差不一樣解析根據(jù)題設(shè)條件可知，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻R，使兩個(gè)燈泡的亮度一樣，說明此時(shí)電阻R接入電路的阻值與線圈L的電阻一

4、樣大，斷開開關(guān)S，再重新閉合開關(guān)S的瞬間，根據(jù)自感原理，可判斷A2立即變亮，而A1逐漸變亮，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，自感現(xiàn)象消失，根據(jù)題設(shè)條件，可判斷線圈L和R兩端的電勢(shì)差一定一樣，A1和A2兩端電勢(shì)差也一樣，所以，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC4如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌程度放置在斜向下且與程度方向夾角為60°的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示規(guī)定斜向下為B的正方向，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，除導(dǎo)體棒電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在程度外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较颍潭认蛴业姆较驗(yàn)橥饬Φ恼较颍敲丛?t

5、1時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流I和導(dǎo)體棒ab所受程度外力F隨時(shí)間t變化的圖象是解析由楞次定律可斷定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應(yīng)定律可斷定回路中的電流大小恒定，故A、B項(xiàng)錯(cuò)；由F安BIl可得F安隨B的變化而變化，在0t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向程度向右，故外力F與F安等值反向，方向程度向左，為負(fù)值；在t0t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變，為正值，綜上所述，D項(xiàng)正確。答案D5.如下圖，兩塊程度放置的金屬板間隔 為d，用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場(chǎng)B中。兩板間放一臺(tái)小型壓力傳感器，壓力傳感器上外表絕緣，在其上外表靜止放置一個(gè)質(zhì)量

6、為m、電荷量為q的帶正電小球。K沒有閉合時(shí)傳感器有示數(shù)，K閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｄ敲淳€圈中磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量的變化率分別為A正在增強(qiáng)，B正在增強(qiáng)，C正在減弱，D正在減弱，解析根據(jù)K閉合時(shí)傳感器示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄瞥鰩д娦∏蚴芟蛏系碾妶?chǎng)力，即上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向從上極板經(jīng)線圈流向下極板，根據(jù)安培定那么知感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向向下，與原磁場(chǎng)方向相反，又由楞次定律得線圈中磁場(chǎng)正在增強(qiáng)；對(duì)小球受力分析得q，其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)En，代入得，故B項(xiàng)正確。答案B6如下圖，用一條橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一個(gè)邊長為L的正方形線框，把正方形線框的一半固定在均勻增大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

7、中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率kk>0，虛線ab與正方形線框的一條對(duì)角線重合，導(dǎo)線的電阻率為。那么以下說法正確的選項(xiàng)是A線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B線框具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C假設(shè)某時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么線框受到的安培力為D線框中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小為解析根據(jù)楞次定律判斷線框中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，再由安培定那么判斷線框的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律阻礙磁通量變化的含義可知線框應(yīng)該有收縮的趨勢(shì)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES，電流為I，線框的總電阻為R，磁場(chǎng)中兩條邊每條受到的安培力為F安BIL，而線框受到的安培力是這兩個(gè)安培力的合力

8、，所以有FF安，聯(lián)立以上各式可得F，C項(xiàng)正確；a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差應(yīng)該是電源的路端電壓，是電動(dòng)勢(shì)的一半即Uab，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C7.多項(xiàng)選擇如下圖，在程度光滑絕緣桌面上建立直角坐標(biāo)系xOy，第一象限內(nèi)存在垂直桌面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸正方向均勻增大且k，一邊長為a、電阻為R的單匝正方形線圈ABCD在第一象限內(nèi)以速度v沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中AB邊始終與x軸平行，那么以下判斷正確的選項(xiàng)是A線圈中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B線圈中感應(yīng)電流的大小為C為保持線圈勻速運(yùn)動(dòng)，可對(duì)線圈施加大小為的程度外力D線圈不可能有兩條邊所受安培力大小相等解析由楞次定律得感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)線

9、圈向右挪動(dòng)一段間隔 l，那么通過線圈的磁通量變化為l··a2l·a2k，而所需時(shí)間為t，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eka2v，故感應(yīng)電流大小為I，B項(xiàng)正確；線圈勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力與安培力平衡，由平衡條件得FB2B1Iaka2I，C項(xiàng)正確；線圈的AB、CD兩條邊所受安培力大小相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC8. 2019·中原名校質(zhì)量考評(píng)多項(xiàng)選擇如圖甲所示，光滑“形金屬支架ABC固定在程度面里，支架處在垂直于程度面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一金屬導(dǎo)體棒EF放在支架上，用一輕桿將導(dǎo)體棒與墻固定連接，導(dǎo)體棒與金屬支架接觸良好，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，那么以下說

10、法正確的選項(xiàng)是At1時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力最大Bt2時(shí)刻輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零Ct2到t3時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力先增大后減小Dt2到t4時(shí)間內(nèi)，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力方向不變解析t1時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為零，因此回路中的感應(yīng)電流為零，導(dǎo)體棒受到的安培力為零，因此輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2時(shí)刻回路中的感應(yīng)電流不為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，因此導(dǎo)體棒受到的安培力為零，輕桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，B項(xiàng)正確；t2時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為零，t3時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力也為零，過程中不為零，因此C項(xiàng)正確；t2到t3時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，因此回路有收縮的趨勢(shì)，導(dǎo)體棒受到的安培力向左，輕桿

11、對(duì)導(dǎo)體棒的作用力向右，同理分析，t3到t4時(shí)間內(nèi)，桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力向左，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC【素養(yǎng)立意】考察數(shù)學(xué)在物理中的運(yùn)用，是高考要求的五大才能之一，此題考察電磁感應(yīng)與二次函數(shù)的結(jié)合。B組·才能提升題9如下圖，大線圈的面積為2×103 m2，小探測(cè)線圈有2 000匝，小線圈的面積為5×104 m2。整個(gè)串聯(lián)回路的電阻是1 000 ，當(dāng)電鍵S反向時(shí)測(cè)得Q5.0×107 C。那么被測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為A1.25×104 TB5×104 TC2.5×104 T D1×103 T解析由I，I，得感應(yīng)電荷量公式Qn，2BS

12、，聯(lián)立得BR，代入數(shù)據(jù)得B2.5×104 T，故C對(duì)。答案C10英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，如下圖，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)程度放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，環(huán)上套一帶電荷量為q的小球。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，假設(shè)小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，那么感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是A0 B.r2qk C2r2qk Dr2qk解析變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為Er2kr2，小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周感生電場(chǎng)對(duì)其所做的功WqEr2qk，D項(xiàng)正確，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D11CD、EF是兩條程度放置的電阻可忽略的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，在程度導(dǎo)軌的左

13、側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場(chǎng)區(qū)域的長度為d，如下圖。導(dǎo)軌的右端接有一電阻R，左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接。將一阻值也為R的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終恰好停在磁場(chǎng)的右邊界處。導(dǎo)體棒與程度導(dǎo)軌接觸良好，且動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A電阻R的最大電流為B流過電阻R的電荷量為C整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為mghD電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為mghd解析由題圖可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，由機(jī)械能守恒有mghmv2，所以I，A項(xiàng)錯(cuò)誤；流過R的電荷量為qt，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q

14、mghmgd，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于導(dǎo)體棒的電阻也為R，那么電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為Qmghd，D項(xiàng)正確。答案D12.2019·天津如下圖，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于程度面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，以下說法正確的選項(xiàng)是Aab中的感應(yīng)電流方向由b到aBab中的感應(yīng)電流逐漸減小Cab所受的安培力保持不變Dab所受的靜摩擦力逐漸減小解析磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，根據(jù)楞次定律判斷回路中產(chǎn)生順時(shí)針的電流，ab中的感應(yīng)電流方向由a到b，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，Enn

15、S，電阻一定，In，磁通量隨時(shí)間的變化率為定值，ab中的感應(yīng)電流不變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；安培力FBIL，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，安培力減小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；ab始終保持靜止說明靜摩擦力和安培力為一對(duì)平衡力，故摩擦力逐漸減小，故D項(xiàng)正確。答案D132019·江蘇如下圖，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一程度面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下。當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求：1MN剛

16、掃過金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I。2MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a。3PQ剛要分開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P。解析1MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv0, 感應(yīng)電流I，聯(lián)立以上兩式得I。2MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿受到的安培力FBId，由牛頓第二定律Fma，聯(lián)立以上兩式得a。3PQ剛要分開金屬桿時(shí)，金屬桿切割磁感線的速度vv0v，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv0v，電功率P，解得P。答案12314如下圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一程度面紙面內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均

17、勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1kt，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN虛線與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻，金屬棒在一外加程度恒力的作用下從靜止開場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終互相垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計(jì)。求：1在t0到tt0時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對(duì)值。2在時(shí)刻tt>t0穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加程度恒力的大小。解析1在金屬棒未越過MN之前，t時(shí)刻穿過回路的磁通量為ktS，設(shè)在從t時(shí)刻到tt的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為，流過電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感應(yīng)定律有，由歐姆定律有i，由電流的定義有i，聯(lián)立式得|q|t，由式得，在t0到tt0的時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕對(duì)值為|q|。2當(dāng)t>t0時(shí)，金