課時(shí)分層作業(yè)(三十五)　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感現(xiàn)象基礎(chǔ)性題組1．[2022·江蘇常州3月調(diào)研]零刻度在表盤正中間的電流表非常靈敏，通入電流后，線圈所受安培力和螺旋彈簧的彈力達(dá)到平衡時(shí)，指針將在示數(shù)附近擺動(dòng)，很難停下，使讀數(shù)變得困難．在指針轉(zhuǎn)軸下方裝上扇形鋁框或扇形鋁板，并在合適區(qū)域加上磁場(chǎng)，可以解決此問題．下列方案合理的是(　　)2．(多選)如圖所示電路，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，則(　　)A．S閉合瞬間，LA不亮，LB很亮B．S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA逐漸變暗到熄滅，LB變得更亮C．S斷開瞬間，LA閃亮一下才熄滅，LB立即熄滅D．S斷開瞬間，LA、LB立即熄滅 3．如圖所示，在慶祝反法西斯勝利70周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機(jī)“空警 － 2000”在通過天安門上空時(shí)機(jī)翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自東向西飛行．該機(jī)的翼展(兩翼尖之間的距離)為50 m，北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量向下，大小為4.7×10－5 T，則(　　)A．兩翼尖之間的電勢(shì)差為2.9 VB．兩翼尖之間的電勢(shì)差為1.1 VC．飛機(jī)左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)高D．飛機(jī)左方翼尖的電勢(shì)比右方翼尖的電勢(shì)低4.如圖甲所示，用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的直徑．在ab的右側(cè)存在一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，t＝0時(shí)刻磁場(chǎng)方向垂直于豎直圓環(huán)平面向里，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，則0～t1時(shí)間內(nèi)(　　)A．圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針B．圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針后是逆時(shí)針C．圓環(huán)一直具有擴(kuò)張的趨勢(shì)D．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 5．[2022·浙江名校聯(lián)考]如圖所示，光滑水平桌面上有一個(gè)面積為S的單匝矩形線圈abcd，分界線OO′兩側(cè)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B且方向相反的兩個(gè)磁場(chǎng)，分界線OO′恰好把線圈分成對(duì)稱的左右兩部分，已知線圈的電阻為R，ab＝cd＝L，線圈在水平向右的外力F作用下從圖示狀態(tài)向右以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直至線圈完全進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)，此過程中ab邊始終與OO′平行．則下列說法正確的是(　　)A．線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B．線圈中的磁通量變化量ΔΦ＝BSC．外力的大小F＝D．電路的發(fā)熱功率為6.如圖所示，金屬桿ab以一定的初速度從傾斜、光滑的固定平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，一段時(shí)間后又回到導(dǎo)軌底端．已知兩導(dǎo)軌上端連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)導(dǎo)軌和桿的電阻．下列分析正確的是(　　)A．金屬桿向上滑行與向下滑行的時(shí)間相等B．金屬桿向上滑行時(shí)，通過金屬桿的電流方向?yàn)閺?/span>b到aC．金屬桿向上滑行時(shí)，通過電阻R的電荷量大于向下滑行時(shí)通過電阻R的電荷量D．金屬桿剛向上滑行時(shí)在導(dǎo)軌底端所受到的安培力大于剛回到導(dǎo)軌底端時(shí)受到的安培力綜合性題組7．[2022·重慶七校三聯(lián)]光滑絕緣水平面上靜置一邊長為1 m的正方形單匝線框，總電阻為1 Ω.線框左邊通過一水平細(xì)線與固定的力傳感器相連，線框右邊一半有均勻減小的如圖甲所示的磁場(chǎng)，其變化規(guī)律為B＝B0－kt，k為恒量．在0～0.1 s內(nèi)傳感器顯示的拉力值隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，則k值為(　　)A．2 T/s     B．2 T/sC．2 T/s      D．2 T/s8.[2022·惠州模擬](多選)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)前進(jìn)中的發(fā)電測(cè)速裝置，如圖所示．自行車的圓形金屬盤后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，后輪圓形金屬盤在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動(dòng)．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，圓盤半徑r＝0.3 m，圓盤電阻不計(jì)．導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R＝10 Ω的小燈泡．后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用電壓表測(cè)得a、b間電壓大小U＝0.6 V．則可知(　　)A．自行車勻速行駛時(shí)產(chǎn)生的是交流電B．與a連接的是電壓表的負(fù)接線柱C．自行車車輪邊緣線速度是8 m/sD．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10 分鐘的過程中產(chǎn)生了0.36 J的電能     課時(shí)分層作業(yè)(三十五)　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感現(xiàn)象1．解析：A、C方案中，當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框或鋁板向右偏轉(zhuǎn)，可能會(huì)離開磁場(chǎng)，處于磁場(chǎng)區(qū)域外，產(chǎn)生不了感應(yīng)電流，故起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，A、C方案不合理，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；B方案中磁場(chǎng)在鋁框中間，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較小時(shí)，鋁框不能切割磁感線(穿過鋁框的磁通量不變)，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故起不到電磁阻尼的作用，指針不能很快停下，B方案不合理，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；D方案中磁場(chǎng)分布在鋁板中間區(qū)域，無論指針在偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角度如何，都會(huì)在鋁板中產(chǎn)生感應(yīng)電流，起到電磁阻尼的作用，指針會(huì)很快停下，以便于讀數(shù)，D方案合理，選項(xiàng)D正確．答案：D2．解析：閉合S時(shí)，電源的電壓同時(shí)加到兩燈上，LA、LB同時(shí)亮，且亮度相同；隨著L中電流增大，由于線圈L直流電阻可忽略不計(jì)，分流作用增大，LA逐漸被短路直到熄滅，外電路總電阻減小，總電流增大，LB變亮，A錯(cuò)誤，B正確；斷開S，LB立即熄滅，線圈中電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流流過LA燈，LA閃亮一下后熄滅，C正確，D錯(cuò)誤．答案：BC3．解析：飛機(jī)的飛行速度v＝4.5×102 km/h＝125 m/s由E＝Blv得：E＝4.7×10－5×50×125 V＝0.29 V，故A、B錯(cuò)誤；飛機(jī)從東向西飛，磁場(chǎng)豎直向下，由右手定則可知，飛機(jī)左方翼尖電勢(shì)高于右方翼尖的電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C4．解析：磁通量先向里減小再向外增加，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流方向一直為順時(shí)針，A、B錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷，0～t0時(shí)間內(nèi)，為了阻礙磁通量的減小，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，t0～t1時(shí)間內(nèi)為了阻礙磁通量的增大，線圈有縮小的趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝＝.感應(yīng)電流I＝＝·＝，D正確．答案：D5．解析：在該過程中，通過線圈的有效磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；初狀態(tài)線圈中的磁通量為零，末狀態(tài)線圈中的磁通量為BS，所以線圈中的磁通量變化量為ΔΦ＝BS，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝2BLv，感應(yīng)電流I＝，前后兩個(gè)邊受到的安培力大小相等，方向相同，根據(jù)平衡條件可得外力的大小F＝FA＝2BIL＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電路的發(fā)熱功率為P＝＝，選項(xiàng)D正確．答案：D6．解析：因?yàn)榻饘贄U滑行過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，安培力始終做負(fù)功，桿的機(jī)械能不斷減小，經(jīng)過同一位置時(shí)，桿上滑的速度必然大于桿下滑的速度，所以上滑階段的平均速度大于下滑階段的平均速度，而上滑階段的位移與下滑階段的位移大小相等，所以上滑過程的時(shí)間比下滑過程的短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則可知，金屬桿向上滑行時(shí)，通過金屬桿的電流方向?yàn)閺?/span>a到b，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通過電阻R的電荷量q＝IΔt＝＝，由于上滑和下滑過程的位移大小相等，故上滑階段和下滑階段通過電阻R的電荷量相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)樵跅U運(yùn)動(dòng)過程中安培力始終做負(fù)功，所以桿的機(jī)械能逐漸減小，則金屬桿剛向上滑行時(shí)的速度大于剛回到導(dǎo)軌底端時(shí)的速度，根據(jù)FA＝BIL＝可知，金屬桿剛向上滑行時(shí)受到的安培力大于桿剛回到導(dǎo)軌底端時(shí)受到的安培力，選項(xiàng)D正確．答案：D7．解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝＝S＝k×1×(V)＝0.5k(V)，感應(yīng)電流為I＝＝0.5k(A)，線框受到的安培力為F安＝BIL＝(B0－kt)×0.5k×1(N)＝0.5k(B0－kt)(N)，線框靜止，由平衡條件得F安＝F，由圖乙可知t＝0時(shí)，F＝0.2 N，t＝0.1 s時(shí)，F＝0，代入數(shù)據(jù)解得k＝2 T/s，故D正確．答案：D8．解析：根據(jù)右手定則，輻條切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的是直流電，輪子中心是電源的正極，輪子邊緣點(diǎn)是等效電源的負(fù)極，則a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由U＝E＝Br2ω得v＝rω＝＝ m/s＝8 m/s，故C項(xiàng)正確；根據(jù)焦耳定律Q＝t，代入數(shù)據(jù)得Q＝×10×60 J＝21.6 J，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC

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