高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 第十章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感现象-人教版.doc

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法拉第电磁感应定律自感现象
跟踪演练·强化提升
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1.(2015·全国卷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()

导学号42722226
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.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a
【解析】选C。穿过金属框的磁通量始终为零,没有发生变化,故金属框中无电流,B、D项错误;bc边切割磁感线的等效速度为lω,根据右手定则Ub<Uc,故Ubc=-Bl2ω,C项正确;ac边切割磁感线,根据右手定则得Ua<Uc,A项错误。
2.(多选)(2017·攀枝花模拟)某合作探究学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时,设计如图所示的实验装置,将一个闭合圆线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化,则下列说法中正确的是()

A.若把线圈的匝数增大一倍,线圈内感应电流大小不变
B.若把线圈的面积增大一倍,线圈内感应电流变为原来的2倍
C.改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小,线圈内感应电流可能变为原来的2倍
D.把线圈的半径增大一倍,线圈内感应电流变为原来的2倍
【解析】选A、D。由法拉第电磁感应定律E=nS可知,若线圈的匝数增大一倍,感应电动势与线圈的总电阻都增大一倍,线圈中的电流不变,A正确;若线圈的面积增大一倍,感应电动势增大一倍,但线圈的电阻增大,线圈内的感应电流并不是原来的2倍,B错误;E=nScos30°,故无论如何改变线圈轴线与磁场方向的夹角,都不可能使线圈内的感应电流变为原来的2倍,C错误;若线圈的半径增大一倍,则面积是原来的4倍,电阻是原来的2倍,线圈内感应电流变为原来的2倍,D正确。
3.(多选)如图所示是电表中的指针和电磁阻尼,下列说法中正确的是()

A.2是磁铁,在1中产生涡流
B.1是磁铁,在2中产生涡流
C.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
【解析】选A、D。此装置为电磁阻尼,2是磁铁,1为闭合线框,当1切割磁感线在1中产生涡流,将动能转化成内能,从而使1很快地稳定。故A、D正确,B、C错误。故选A、D。
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4.(多选)如图所示,光滑水平面上存在一有界匀强磁场,半径为R的圆形金属线框在水平拉力的作用下,通过磁场的左边界MN。在此过程中,线框做速度为v的匀速直线运动,速度的方向与MN成θ角。下列说法正确的是导学号42722227()

A.线框内感应电流沿顺时针方向
B.线框内感应电流先增大后减小
C.感应电动势最大为2BRvsinθ
D.感应电动势最大为2BRv
【解析】选B、C。穿过线框的磁通量向里增大,根据楞次定律可得,线框中感应电流方向沿逆时针,选项A错误;线框的有效切割长度先增加后减小,所以线框内感应电动势先增大后减小,线框电阻不变,所以线框中的感应电流先增大后减小,选项B正确;线框一半进入磁场时,感应电动势最大,此时有效切割长度为
2Rsinθ。感应电动势为2BRvsinθ,选项C正确、D错误。
5.如图,在水平面(纸面)内有两根固定导轨ab、cd,导轨电阻不计,导轨上放置两根材料、粗细相同的均匀金属棒MN和PQ,空间存在垂直于纸面的匀强磁场,使MN、PQ以相同的速度向右匀速运动,从图示位置开始计时。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是导学号42722228()

【解析】选C。设初始时,回路电阻为R,两金属棒间距为l,金属棒单位长度的电阻为R0,ab、cd与虚线的夹角都为θ,金属棒匀速运动的速度为v,则t时刻金属棒产生的感应电动势为E=Bv·2l·tanθ,为一定值,电路中的总电阻Rt=R+4vt·
tanθR0,i=,选项C正确。
6.(多选)如图所示,在半径为R的半圆形区域内,有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场,PQM为圆内接三角形,且PM为圆的直径,三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成(不考虑导线中电流间的相互作用)。设线圈的总电阻为r且不随形状改变,此时∠PMQ=37°,下列说法正确的是()

A.穿过线圈PQM中的磁通量大小为Φ=0.96BR2
B.若磁场方向不变,只改变磁感应强度B的大小,且B=B0+kt,则此时线圈中产生的感应电流大小为I=
C.保持P、M两点位置不变,将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中,线圈中有感应电流且电流方向不变
D.保持P、M两点位置不变,将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中,线圈中会产生焦耳