微练(二十九) 法拉第电磁感应定律自感和涡流-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

微练(二十九)　法拉第电磁感应定律自感和涡流 一、单项选择题 1.如图所示,用铜线缠绕成线圈通上合适的电流,就可以隔空对金属进行加热了,把螺丝刀放进线圈,一会就会烧红了,下列说法正确的是 (　　) A.线圈中通入的是恒定电流 B.线圈中通入的是交变电流 C.塑料棒放进线圈里也可以进行隔空加热 D.线圈中的电流产生热对物体进行隔空加热 解析　铜线缠绕成线圈通上交流电,才能在线圈中产生变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律,磁通量变化金属柱体内才会产生涡流,实现对金属的隔空加热,A项错误,B项正确;金属放在交变磁场中才会产生涡流,塑料棒放进线圈里不可以进行隔空加热,C项错误;隔空加热的能量转化特点是电能转化为电磁能,电磁能再转化为电能,电能最终转化为内能,D项错误。 答案　B 2.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是 (　　) A.按下按钮过程,螺线管P端电势较高 B.松开按钮过程,螺线管Q端电势较高 C.按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势 D.若按下和松开按钮的时间相同,螺线管产生大小相同的感应电动势 解析　按下按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左增大,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出,螺线管充当电源,则Q端电势较高,A项错误;松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入,从P端流出,螺线管充当电源,则P端电势较高,B项错误;按住按钮不动,穿过螺线管的磁通量不变,螺线管不会产生感应电动势,C项错误;按下和松开按钮过程,若按下和松开按钮的时间相同,螺线管中磁通量的变化率相同,故螺线管产生的感应电动势大小相同,D项正确。 答案　D 3.如图所示,空间中存在一匀强磁场B,方向垂直纸面向里。一长度为l的铜棒以速度v向右匀速运动,速度方向与铜棒长度方向之间的夹角为30°,则铜棒a、b两端的电势差Uab=φa-φb等于 (　　) A.Blv　B.-Blv　C.Blv　D.-Blv 解析　铜棒a、b切割磁感线产生感应电动势,ab相当于电源,根据右手定则,判断知a端相当于电源的负极,b端相当于电源的正极,根据法拉第电磁感应定律,可得Uab=-E=-Blvsin 30° =-Blv,D项正确。 答案　D 4.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示(D点横坐标是0.005 s),则 (　　) A.线圈中0时刻感应电动势为零 B.线圈中D时刻感应电动势为零 C.线圈中D时刻感应电动势最大 D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为0.2 V 解析　由题图知t=0时刻图像切线斜率最大,则磁通量的变化率最大,则由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势最大,A项错误;在D时刻切线斜率为零,磁通量的变化率为零,则感应电动势为零,故B项正确,C项错误;在0至D时间内,根据法拉第电磁感应定律得== V=0.4 V,D项错误。 答案　B 5.如图所示,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该导线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为 (　　) A. B. C. D. 解析　设圆的半径为r,当其绕过圆心O的轴匀速转动时,圆弧部分不切割磁感线,不产生感应电动势,而在转过半周的过程中仅有一半直径在磁场中,产生的感应电动势E=B0r=B0r·=B0r2ω;当导线框不动时,E'=·。由闭合电路欧姆定律得I=,要使I=I',必须使E=E',即=,C项正确。 答案　C 6.如图所示,一闭合线圈从高处自由落下,穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直),线圈的一个边始终与磁场区的边界平行,且保持竖直的状态不变。在加速下落过程中,当线圈先后经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时,其加速度的大小分别为a1、a2、a3。线圈宽度小于磁场边界间距离,重力加速度大小为g。下列关系正确的是 (　　) A.a1<g,a2=0,a3=g B.a1<g,a2<g,a3<g C.a1<g,a2=g,a3<g D.a1<g,a2>g,a3<g 解析　当线圈刚进入磁场时,由于穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知此时的感应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动,即线圈受到向上的安培力,此过程中有mg-F=ma,所以a1<g;当线圈完全进入磁场后,磁通量不变,此过程中无感应电流产生,即线圈只受重力作用,故a2=g;当