新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业9-31

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新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业9-31

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
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