课时分层作业28 法拉第电磁感应定律 涡流 自感(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

课时分层作业(二十八) 1．如图所示，金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是(　　) A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场 B．只有有磁性的金属才会被探测器探测到 C．探测到金属是因为金属中产生了涡流 D．探测到金属是因为探测器中产生了涡流 C　[金属探测器探测金属时，探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，被测金属中产生了涡流，故选项A、D错误，C正确；所有的金属都能在变化的磁场中产生涡流，选项B错误。] 2．(多选)(2022·东北三校联考)如图所示，正方形导体框abcd边长为l，e、f分别为ad、bc的中点。导体框所在空间有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。当导体框绕过e、f的轴以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是(　　) A．导体框中无感应电流 B．导体框中产生正弦交变电流 C．a、b两点间电势差为零 D．a、d两点间电势差为Bωl2 AC　[由于导体框在旋转过程中磁通量一直为零，所以没有产生感应电流，A正确，B错误；ab、dc边在旋转过程中一直和磁感线平行，不产生感应电动势，ae和de两段在旋转切割磁感线的过程中都会产生感应电动势，但产生的感应电动势大小相等、方向相反，所以a、b两点间的电势差为零，a、d两点间的电势差也为零，C正确，D错误。] 3．(多选)(2022·河南开封第一次模拟)如图甲所示，轻质细线吊着一质量m＝4．2 g、边长L＝1 m的正方形单匝线圈，其总电阻r＝1 Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是(g＝10 m/s2)(　　) 甲　　　　　　　　　乙　 A．线圈中产生逆时针方向的感应电流 B．线圈中的感应电流大小为0．1 A C．t＝4 s时轻质细线的拉力大小为0．012 N D．6 s内通过线圈横截面的电荷量为3 C AC　[由楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，A项正确；由法拉第电磁感应定律可知，线圈中感应电动势E＝＝·S，其中S＝，由题图乙可知＝0．1 T/s，解得E＝0．05 V，由欧姆定律可知，线圈中电流I＝0．05 A，B项错误；t＝4 s时，B＝0．6 T，线圈受到的安培力方向竖直向上，由线圈受力平衡有F＋BIL＝mg，解得细线的拉力F＝0．012 N，C项正确；6 s内通过线圈横截面的电荷量q＝It＝0．3 C，D错误。] 4．(2021·山东卷)迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H，导体绳长为L(L≪H)，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强度大小为B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响，据此可得，电池电动势为(　　) A．BL＋ B．BL－ C．BL＋ D．BL－ A　[根据G＝m，可得卫星做圆周运动的线速度v＝，根据右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源，其大小为E′＝BLv，因导线绳所受阻力f与安培力F平衡，则安培力与速度方向相同，可知导线绳中的电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切割磁感线产生的电动势 ，可得f＝BL，解得E＝BL＋，故选A。] 5．(多选)半径为a且右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则(　　) A．θ＝0时，杆产生的电动势为2Bav B．θ＝时，杆产生的电动势为Bav C．θ＝0时，杆受的安培力大小为 D．θ＝时，杆受的安培力大小为 AD　[开始时刻，θ＝0，感应电动势E1＝2Bav，故A项正确；θ＝时，E2＝B·2acos ·v＝Bav，故B项错误；由L＝2acos θ，E＝BLv，I＝，R＝R0[2acos θ＋(π＋2θ)a]得在θ＝0时，F1＝＝，故C项错误；θ＝时F2＝，故D项正确。] 6．为测量线圈L的直流电阻R0，某研究小组设计了如图所示电路。已知线圈的自感系数较大，两电表可视为理想电表，其示数分别记为U、I，实验开始前，S1处于断开状态，S2处于闭合状态。关于实验过程，下列说法不正确的是(　　) A．闭合S1，电流表示数逐渐增大至稳定值 B．闭合S1，电压表示数逐渐减小至稳定值 C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值 D．实验结束后，应先断开S1 D　[闭合S1，电流通过L流向电流表，由于线圈的自感电动势