人教版高三物理总复习一轮课时作业9-31

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课时作业31　法拉第电磁感应定律　自感 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′)‎ ‎1．下列说法正确的是 ‎(　　)‎ A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 答案：D ‎2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，哪个利用了电磁感应原理 ‎(　　)‎ A．动圈式话筒　　　　　 B．白炽灯泡 C．磁带录音机 D．日光灯镇流器 答案：ACD ‎3．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图1所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍 ‎(　　)‎ 图1‎ A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角 解析：设导线的电阻率为ρ，横截面积为S0，线圈的半径为r，则I＝＝＝＝··sinθ可见将r增加一倍，I增加1倍，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sinθ不能变为原来的2倍(因sinθ最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(－1)倍，电流增加(－1)倍，I与线圈匝数无关．‎ 答案：C ‎4．如图2所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好．当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中 ‎(　　)‎ 图2‎ A．感应电动势将变大 B．灯泡L的亮度变大 C．电容器C的上极板带负电 D．电容器两极板间的电场强度将减小 答案：AB ‎5．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是 ‎(　　)‎ 解析：上述四个图中，切割边所产生的电动势大小均相等(E)，回路电阻均为4r(每边电阻为r)．则电路中的电流亦相等，即I＝.只有B图中，ab为电源，故Uab＝I·3r＝E.其他情况下，Uab＝I·r＝E，故B项正确．‎ 答案：B ‎6．如图3所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是 ‎(　　) ‎ 图3‎ A．S闭合后，LA、LB同时发光且亮度不变 B．S闭合后，LA立即发光，然后又逐渐熄灭 C．S断开的瞬间，LA、LB同时熄灭 D．S断开的瞬间，LA再次发光，然后又逐渐熄灭 解析：线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，LA、LB串联， 同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使LA被短路，所以A错误，B正确；开关断开时，线圈阻碍电流变小，产生自感电动势，使LA再次发光，然后又逐渐熄灭，所以C错误，D正确．‎ 答案：BD ‎7.‎ 如图4所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少．以下说法正确的是 ‎(　　)‎ 图4‎ A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大 解析：在互感现象中产生的互感电动势的大小与电流的变化率成正比，电流变化的频率越高，感应电动势越大，由欧姆定律I＝知产生的涡流越大，又P＝I2R，R越大P越大，焊缝处的温度升高得越快．‎ 答案：AD ‎8．(2009·辽宁/宁夏高考)‎ 如图5所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是 ‎(　　)‎ 图5‎ 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及其电磁感应图象，意在考查考生的综合应用能力．根据E＝BωL2和I＝可知，导体切割磁感线产生的感应电流的大小是恒定的．根据右手定则，可知C正确．‎ 答案：C 二、计算题(3×12′＝36′)‎ ‎9．(2009·全国卷Ⅱ)‎ 如图6，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：‎ 图6‎ ‎(1)导线中感应电流的大小；‎ ‎(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．‎ 解析：(1)导线框的感应电动势为ε＝①‎ ΔΦ＝l2ΔB②‎ 导线框中的电流为I＝③‎ 式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有R＝ρ④‎ 联立①②③④式，将＝k代入得I＝⑤‎ ‎(2)导线框所受磁场的作用力的大小为f＝BIl⑥‎ 它随时间的变化率为＝Il⑦‎ 由⑤⑦式得＝⑧‎ ‎10．(2010·山东济宁质检)如图7所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，金属棒AD长‎0.4 m，与框架宽度相同，电阻r＝1.3 Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω.当金属棒以‎5 m/s速度匀速向右运动时，求：‎ 图7‎ ‎(1)流过金属棒的感应电流为多大？‎ ‎(2)若图中电容器C为0.3 μF，则电容器中储存多少电荷量？‎ 解析：(1)棒产生的电动势E＝Blv＝0.2 V 外电阻R＝＝ Ω 通过棒的感应电流I＝＝‎‎0.1 A ‎(2)电容器两板间的电压U＝IR＝ V 带电量Q＝CU＝2×10－‎‎8 C 答案：(1)‎0.1 A　(2)2×10－‎‎8 C ‎11．(2010·广州三校联考)如图8甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝‎0.2 m，电阻R＝0.4 Ω，导轨上停放一质量m＝‎0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B＝0.5‎ ‎ T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示．求：‎ 图8‎ ‎(1)金属杆在5 s末的运动速率；‎ ‎(2)第4 s末时外力F的功率．‎ 解析：(1)因为：U＝R，a＝ 所以：＝·　即：a＝‎0.5 m/s2‎ 金属棒做匀加速直线运动v5＝at5＝‎2.5 m/s ‎(2)v4＝at4＝‎2 m/s，此时：I＝＝‎‎0.4 A F安＝BIL＝0.04 N 对金属棒：F－F安＝ma，F＝0.09 N 故：PF＝Fv4＝0.18 W 答案：(1)‎2.5 m/s　(2)0.18 W