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课时跟踪练51法拉第电磁感应定律自感涡流
基础应用练
1.(2022:浙江温州二模)穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,则线圈内产生的感
应电动势最大的时间段是()
/Wh
810
A.4~6s
B.2~4s
C.0~2s
D.610s
A解析:根据E=N中:可知,Φ一t图像斜率的值表示感应电动势的值:由题图可知4一6s
图像的斜率值最大,因此线圈内产生的感应电动势最大,A正确。
2.以下属于涡流现象的应用的是(
A家用电烤箱
B.金属探测仪
C高压带电作业屏蔽服
D.车载充电器
B解析:电烤箱是利用电流发热的原理,A错误:监考老师手中的金属探测仪,可以探测人
身上是否携带通信设备(金属物品),是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的,B正确:工人
穿上金居丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理,C错误;车载充电器是电容器,D
错误。
3.(2022湖北蕲春一中三模)2021年7月25日,台风“烟花”登陆上海后,“中国第一高楼”
上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动,给大楼进行减振。如图所示,该阻尼器首次采用了电涡流
技术,底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时,导体板内产生电涡流。关于阻尼器,下列
说法正确的是(
质量块
永磁体
导体板
A.阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象
B.阻尼器摆动时产生的电涡流源于外部电源供电
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C,阻尼器最终将内能转化成为机械能
D.质量块通过导体板上方时,导体板中电涡流的大小与质量块的速率无关
A解析:阻尼器摆动时产生的电涡流源于电磁感应现象,不是外部电源供电,A正确,B错
误,阻尼器最终将振动的机械能通过电磁感应转化成为内能,C错误:质量块通过导体板上方时,
导体板中电涡流的大小与质量块的速率有关,速率越大,磁通量变化越快,产生的涡流越大,D错
误。
4.(2022河北卷)将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈,其中大圆面积为S1,小圆面
积均为S,垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场。已知磁感应强度的大小B=B,十红,B,和k
均为常量,则线圈中总的感应电动势大小为(
A.kS1
B.5S2
C.kS1-5S2)
D.k(S1+5S2)
D解析:由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1=Φ1=4BS1d1=S1,
每个小圆线圈产生的感应电动势E2=Φ241=BS241=S2,由线圈的绕线方式和楞次定律可知,大、
小圆线圈产生的感应电动势方向相同,故线圈中总的感应电动势大小为E=E1十5E2=从S+5S),D
正确。
素养提升练
5.(2020浙江7月选考)如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、
磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为1的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电
转轴OO上,随轴以角速度ω匀速转动,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、
板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,
不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是(
0.w
0电刷
A.金属棒产生的电动势为12BIPw
B.带电微粒的电荷量与质量之比为2gdBr2o
C.电阻消耗的电功率为πB24o2R
D.电容器所带电荷量为CB2@
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B解析:金属棒产生的电动势为E=BrI2or=I2B2O,A错误;金属棒电阻不计,故电容器
两极板间的电压等于金属棒产生的电动势,带电微粒的重力与其受到的静电力大小相等,有9Ed=
m1g,可得qm=2gB2o,B正确:电阻消耗的电功率P=E2R=B2r4w24R,C错误,电容器所带电
荷量Q=CE=12CB2,D错误。
6.(2020·北京卷)如图甲所示,N=200匝的线圈(图中只画了2匝),电阻r=22,其两端与一
个R=48Ω的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
Φ八Wb
0.015
0.010
b
0.005
0
z0i06
(1)判断通过电阻R的电流方向:
(2)求线圈产生的感应电动势E:
(3)求电阻R两端的电压U。
答案:(1)a→b(2)10V(3)9.6V
解析:(1)根据题图乙可知,线圈中垂直于纸面向里的磁通量增大,为了阻碍线圈中磁通量的增
大,根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸而向外,根据安培定则可知线圈中感应
电流的方向为逆时针方向,所以通过电阻R的电流方向为。→b。
(2)