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

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。] 2．一个面积S＝4×10－2 m2、匝数n＝100的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是(　　) A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率大小等于0.04 Wb/s B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势大小等于8 V D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 C　[由题中图像的斜率可知，在开始的2 s内，＝－2 T/s，因此线圈磁通量的变化率为S＝－2×4×10－2 Wb/s＝－8×10－2 Wb/s，A项错误；因为第1 s和第2 s内磁感应强度方向相反，所以在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量不等于零，B项错误；根据法拉第电磁感应定律得E＝nS＝－100×8×10－2 V＝－8 V，可知线圈中产生的感应电动势的大小为8 V，C项正确；由题图看出，第3 s末线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，感应电动势不等于零，D项错误。] 3．如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁。一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原长，然后由静止释放磁铁。不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法中正确的是(　　) A．磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为零 B．磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流 C．磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能 D．磁铁从静止释放到最终静止的过程中，磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热 D　[磁铁上下运动时，由于穿过铜盘的磁通量发生变化，则在铜盘中会产生感应电流，铜盘对磁铁有磁场力，阻碍磁铁的运动，则当磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁因受到下面铜盘的作用力，故它的加速度不为零，A项错误；根据楞次定律及安培定则，磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生逆时针方向的涡旋电流，B项错误；磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，由于有电能产生，则磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能与产生的电能之和，C项错误；磁铁最终静止时弹簧有弹性势能，则磁铁从静止释放到最终静止的过程中，磁铁减少的重力势能等于铜盘产生的焦耳热与弹簧弹性势能之和，D项正确。] 4．(多选)图1是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图。其原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及位置的信息。图2是一个由带铁芯的线圈L、开关S和电源连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起。对以上两个实例的理解正确的是(　　) 图1　　　　　　　　　图2　 A．涡流探伤技术运用了电流的热效应，跳环实验演示了自感现象 B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 C．金属探伤时接的是交流电，跳环实验装置中接的是直流电 D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是恒压直流电源 BC　[涡流探伤技术的原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，跳环实验中线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量改变，套环中产生感应电流，会跳起，属于演示楞次定律，A项错误；无论是涡流探伤技术，还是演示楞次定律，都需要产生感应电流，而感应电流的产生需在导电材料内，B项正确；金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流，在演示楞次定律的实验中，线圈接在直流电源上，闭合开关瞬间，穿过套环的磁通量仍会改变，套环中产生感应电流，会跳动，C项正确，D项错误。] 5．(2022·浙江1月选考)如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B＝kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为d(d≪r)，则(　　) A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向 B．圆管的感应电动势大小为 C．圆管的热功率大小为 D．轻绳对圆管的拉力随时间减小 C　[穿过圆管的磁通量向上逐渐增加，根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应