新高考新教材一轮复习人教版第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流作业

第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流［基础巩固］.（多选）如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为八已知弹性螺旋线圈的电阻为R线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是（）A.保持磁场不变，线圈的半径由2〃的过程中，有逆时针方向的电流B.保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针方向的电流kkrC.保持半径不变，使磁感应强度随时间按8=笈变化，线圈中的电流为一晨2kJiD.保持半径不变，使磁感应强度随时间按3=笈变化，线圈中的电流为1A解析AC根据磁通量的定义可知，当线圈的半径由2〃的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈内产生逆时针方向的感应电流，故A正确；同理，保持磁场不变，线圈的半径由2「变到3r的过程中，穿过线圈的磁通量不变，根据感应电流的产生条件可知，线圈内没有感应电流，故B错误；保持半径不变，使磁感应强度随时间按3=笈变化，根据法拉第电磁感应定律可知，E=个.兀=攵兀》根据欧姆定律可知，线圈中的电k五，流/=一八一，故C正确，D错误..（2021•北京海淀区高三检测）如图所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录灯泡A和自感元件L构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况人表示小灯泡中的电流，表示自感元件中的电流（已知开关S闭合时，2＞人），则下列图像中正确的是（）hi\D解析C开关断开后，A与L组成闭合回路后，L中的电流方向不变，而A中的电流方向与此前的电流方向相反，故C正确，A、B、D错误..如图所示，三个灯泡Li、L

2、L3的阻值关系为＜＜以，电感线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是A.L]逐渐变暗，L

2、L3均先变亮，然后逐渐变暗B.L逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮，然后逐渐变暗L]立即熄灭，L

2、L3均逐渐变暗L、L

2、L3均先变亮，然后逐渐变暗解析B开关S处于闭合状态时，由于/]以则分别通过三个灯泡的电流大小l\hh开关S从闭合状态突然断开时，电感线圈产生与L中电流方向一致的自感电动势由于二极管的反向截止作用，〃立即熄灭，电感线圈、Li、L3组成闭合回路，L逐渐变暗，通过L3的电流由〃变为小再逐渐减小，故L3先变亮，然后逐渐变暗，选项B正确.

4.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=

0.4mxxxxx一端连接H=1的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度3=1T.导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距N与导轨接触良好.导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的XXXXX拉力尸作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度=5m/s求1感应电动势E和感应电流/；2在

0.1s时间内，拉力冲量〃的大小；3若将MN换为电阻r=1Q的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压解析1由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E=BLi7=lXX5V=2VE2感应电流/=方=不A=2A.A12拉力大小等于安培力大小F=BIL=1X2X

0.4N=

0.8N冲量大小六=」△3X

0.1N•s=

0.08N•s.3由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流E21=FP7=]A=ia由欧姆定律可得，导体棒两端的电压U=/，R=1X1V=1V.答案12V2A

20.08N•s31V［能力提升］.（2021•山东滨州高三一模）（多选）如图所示，完全一样的导线绕成单匝线圈ABCD和EbG”它们分别绕成扇形，扇形的内径r=

0.2m外径为R=

0.5m它们处于同一个圆面上，扇形ABC对应的圆心角为30，扇形EFGH对应的圆心角为60°在BCG厂圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均匀增大.则（A.线圈A5CZ）中电流的方向为ADC84B.线圈A8CO和线圈E/G”中电动势之比为12C.线圈A3CO和线圈EbG〃中电流之比11D.线圈A5C和线圈中产生的电功率之比12解析AB根据楞次定律可知，线圈A3CO中电流的方向为AOCB4选项A正确；根A0AB据£=R-=NyS可知，线圈ABC和线圈面积之比为1:2则电动势之比为1:2选项B正确；线圈A3CZ）和线圈EFG周长之比不等于12则电阻之比不等于12根E据/=不可知，两线圈中的电流之比不等于11根据尸=/£可知，线圈A3CO和线圈EFG”A中产生的电功率之比不等于12选项C、D错误..某星球表面〜200km高度范围内，水平方向磁场的磁感应强度大小随高度增加由60T均匀减小至10T为使航天器能在星球表面安全降落，可以利用电磁阻力来减小航天器下落的速度.若在航天器上固定一边长为1m的正方形闭合线圈，航天器竖直降落时线圈平面始终与磁场垂直，上下两边始终处于水平状态，为使航天器速度为1km/s时产生的电磁阻力（只对该闭合线圈产生的作用力）为1000N则线圈电阻的阻值/为（）X10—14Qb.5X10FQX10-8QD.1义1（）—5q解析C本题考查电磁感应中的阻尼问题.由磁场分布规律可知，线圈上下两边所处位置的磁感应强度大小之差△§=（*一S）110一，1线圈上下两边产生的总感应电动势生一用1F大NE=NBLU线圈上下两边产生的总安培力大小其中/=后解得RX10-8，故C正确..（多选）在光滑的水面地面上方，有两个磁感应强度大小均为g方向相反的水平匀强磁场，如图所示，P为两个磁场的分界线，磁场范围足够大.一个半径为八质量为加、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度从如图实线所示位置向右运动，当圆环运动到直2径刚好与边界线产重合时，圆环的速度为声，则下列说法正确的是x\XXX«X/*XXXA.此时圆环中的电流沿逆时针方向.此时圆环的加速度为胃血一649户72C.此时圆环中的电功率为97D.此过程中通过圆环截面的电荷量为驾j1\解析AC由本题考查圆环切割组合磁场的电磁感应问题.由右手定则可知，此时圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A正确；圆环左右两边均切割磁感线，故感应电动势的大小28E8Bku为E=28X2rX『=Q8m感应电流大小为/=斤=市-，故其所受安培力大小为F=2BX2rXI32B1r1v上、士丹、F32B2rv…、口n__Sslx..l*、，96452^2=，加速度为6Z=~=-3mR-，故B错浜；此时圆环消耗的电功率为P=IR=故C正确；此过程中圆环磁通量的变化量为△0=8兀d故此过程中通过圆环某横截面的电A0JiBr2荷量为4===^故D错误.KK

8.如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨OP、0Q固定在水平桌xnx“xM/8面上，导轨间的夹角=

74.导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为=

0.2T./=0时刻，一长为L=lm的金属杆0*用N在外力作用下以恒定速度=

0.2m/s从点开始向右滑动，在滑动、\xx\x过程中金属杆MN与导轨接触良好，且始终垂直于两导轨夹角的平分线，10金属杆的中点始终在两导轨夹角的平分线上，导轨与金属杆单位长度1m的电阻均为ro=O.lQ.sin37=

0.

6.1求人=2s时刻，金属杆中的感应电动势£和此时闭合回路的总长度.2求，尸2s时刻闭合回路中的感应电流/.3若在九=2s时刻撤去外力，为保持金属杆继续以=

0.2m/s做匀速运动，在金属杆脱离导轨前可采取将B从瓦逐渐减小的方法，从撤去外力开始计时的时间为及，则磁感应强度3应随时间亥怎样变化写出8与亥的关系式？解析1在人=2s时刻，金属杆运动的距离x=i=

0.4m连入回路的金属杆的长度/=2Man370=

0.6m.回路的电动势E=Bo历=

0.0247l_2回路的总长度s=/+2・.f=L6m.sin372回路的电阻R=ms=

0.16QE回路的电流/=W=

0.15A.K3在4=2s时刻撤去外力后，因金属杆做匀速运动，故光滑金属杆不再受到安培力作用回路的感应电流为零，任一时刻回路磁通量相等.t\=2s时刻回路的磁通量cP]=Bx2tan37°再过时间h回路的磁通量02=SA+^22tan37°则有Bo^tan37°=Bx+^22tan37°且2x+2tan37°WL=1m联立解得3=，吃、2T0s2Ws答案

10.024V

1.6m

20.15A3B=o+22T°sW/2Ws。