2025届高三物理一轮复习第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流课时作业含解析.docVIP

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法拉第电磁感应定律自感涡流

1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变更的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()

A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关

B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

C．穿过线圈的磁通量变更越快，感应电动势越大

D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

解析：由法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错误；感应电动势正比于eq\f(ΔΦ,Δt)，与磁通量的大小无干脆关系，B错误，C正确；依据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变更，即“增反减同”，D错误．

答案：C

2．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间匀称增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是()

A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向

B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向

C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向

D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向

解析：a、b两个圆环产生的感应电动势属于感生电动势，依据题意可知eq\f(ΔB,Δt)相同，又由法拉第电磁感应定律得E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S，Sa＝π(2r)2＝4πr2，Sb＝πr2，所以eq\f(Ea,Eb)＝4∶1，由楞次定律可知两圆环中感应电流的方向均沿顺时针方向，B正确．

答案：B

3．如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽视不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变更状况是(灯丝不会断)()

A．S闭合，L1不亮，L2渐渐变亮；S断开，L2马上熄灭，L1渐渐变亮

B．S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2马上熄灭

C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1渐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2马上熄灭，L1亮一下才熄灭

D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1渐渐熄灭，L2则渐渐变得更亮；S断开，L2马上熄灭，L1亮一下才熄灭

解析：当S闭合，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串联后与电源相连，L1和L2同时亮，随着L中电流的增大，因为L的直流电阻不计，则L的分流作用增大，L1中的电流渐渐减小为零，由于总电阻变小，故电路中的总电流变大，L2中的电流增大，L2灯变得更亮；当S断开，L2中无电流，马上熄灭，而线圈L产生自感电动势，试图维持本身的电流不变，L与L1组成闭合电路，L1灯要亮一下后再熄灭．故D正确．

答案：D

4．(2024·辽宁鞍山模拟)如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指剪开拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A连接的长度为2a、电阻为eq\f(R,2)的导体棒AB，由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时导体棒AB两端的电压大小为()

A.eq\f(Bav,3) B.eq\f(Bav,6)

C.eq\f(2Bav,3) D．Bav

解析：当摆到竖直位置时，导体棒AB产生的感应电动势为E＝B·2aeq\x\to(v)＝2Baeq\f(0＋v,2)＝Bav，圆环被导体棒分为两个半圆环，两半圆环并联，并联电阻R并＝eq\f(\f(R,2)×\f(R,2),\f(R,2)＋\f(R,2))＝eq\f(R,4)，电路电流I＝eq\f(E,\f(R,2)＋\f(R,4))＝eq\f(4Bav,3R)，AB两端的电压为UAB＝IR并＝eq\f(Bav,3).

答案：A

5．(多选)(2024·广西三校联考)如图所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个匀称增加的磁场中，磁感应强度随时间的变更率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为r.由此可知，下列说法正确的是()

A．电容器下极板带正电

B．电容器上极板带正电

C．电容器所带电荷量为eq\f(nSkC,2)

D．电容器所带电荷量为nSkC

解析：依据磁场向右匀称增加，并由楞次定律可知，电容器上极板带正电，故A错误，B正确．闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，线圈产生的感应电动势为E＝nSeq\f(ΔB,Δt)＝nSk，路端电压U＝eq\f(E,2r)·r＝eq\f(E,2)，则电容器所带电荷量为Q＝CU＝eq\f(nSkC,2)，故C正确，D错误．

答案：BC

6．(多选)