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课时作业(32) 法拉第电磁感应定律 自感现象
[基础应用]
1.(2021·安徽太和一中质检)以下现象中属于涡流现象的应用是( )
B 解析:电烤箱是利用电流发热的原理,故A错误;监考老师手中的金属探测仪,可以探测考生是否携带通讯设备(金属物品),是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的,故B正确;工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理,故C错误;车载充电器将输入电压转化为合适的电压进行充电,不涉及涡流现象,故D错误.
2.健身车的磁控阻力原理如图所示,在铜质飞轮的外侧有一些磁铁(与飞轮不接触),人在健身时带动飞轮转动,磁铁会对飞轮产生阻碍,拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离.则( )
A.整个飞轮用绝缘材料替换,效果相同
B.飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关
C.飞轮转速一定时,磁铁越靠近飞轮,其受到的阻力越小
D.磁铁与飞轮间距离不变时,飞轮转速越大,其受到阻力越小
B 解析:飞轮在磁场中做切割磁感线的运动,所以会产生电源电动势和感应电流,因此不能用绝缘材料替换,如果用绝缘材料替换,是没有效果的,A错误;飞轮受到阻力主要来源于磁体对它的安培力,安培力大小与电阻率有关,B正确;飞轮转速一定时,磁铁越靠近飞轮,磁感应越强,飞轮上感应电流越大,飞轮受到的阻力越大,C错误;磁铁与飞轮间距离不变时,飞轮转速越大,则飞轮上产生的感应电动势、感应电流越大,飞轮受到的阻力越大,D错误.
3.如图所示,在庆祝反法西斯胜利70周年阅兵盛典上,我国预警机“空警2000”在通过天安门上空时机翼保持水平,以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行.该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m,北京地区地磁场的竖直分量向下,大小为4.7×10-5 T,则( )
A.两翼尖之间的电势差为2.9 V
B.两翼尖之间的电势差为1.1 V
C.飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D.飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
C 解析:飞机的飞行速度为4.5×102 km/h=125 m/s,飞机两翼尖之间的电动势为E=BLv=4.7×10-5×50×125 V≈0.29 V,A、B项错误;飞机从东向西飞行,磁场方向竖直向下,根据右手定则可知,飞机左方翼尖的电势高于右方翼尖的电势,C项正确,D项错误.
4.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动.金属导轨间距为L,电阻不计,金属杆的电阻为2R、长度为L,ab间电阻为R,MN两点间电势差为U.则通过电阻R的电流方向及U的大小分别是( )
A.a→b,BLv B.a→b,
C.a→b, D.b→a,
B 解析:由右手定则判断可知,MN中产生的感应电流方向为N→M,则通过电阻R的电流方向为a→b,MN产生的感应电动势公式为E=BLv,R两端的电压为U=·R=,故B正确.
5.(多选)(2019·全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上.t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示.则在t=0到t=t1的时间间隔内( )
A.圆环所受安培力的方向始终不变
B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C.圆环中的感应电流大小为
D.圆环中的感应电动势大小为
BC 解析:由于通过圆环的磁通量均匀变化,故圆环中产生的感应电动势、感应电流的大小和方向不变,但t0时刻磁场方向发生变化,故安培力方向发生变化,A错误;根据楞次定律,圆环中感应电流的方向始终沿顺时针方向,B正确;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E=·S′=·=,根据闭合电路欧姆定律知,电流I===,C正确,D错误.
6.(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
AB 解析:由右手定则知,圆盘按如题图所示的方向转动时,感应电流沿a到b的方向流动,B正确;由感应电动势E=Bl2ω知,角速度恒定,则感应电动势恒定,电流大小恒定,A正确;角速度大小变化,感应电动势大小变化,但感应电流方向不变,C错误;若ω变为原来的2倍,则感应电动势变为原来的2倍,电流变为原来的2