假期作业4 法拉第电磁感应定律自感现象-【快乐假期】2025年高二物理暑假大作业

９．解析:当滑片 P从 右 向 左 滑 动 时,电 流 减 小,由 右 手 螺 旋定则可知,铁芯中向左的磁感应强度减小．由楞次定 律可知,线圈 A、B中 感 应 电 流 的 磁 场 方 向 向 左．再 由 右手螺旋定则可知,在线圈 A 中感应电流的方向 是 从 a端流进电流表,从b端流出;在线圈 B中感 应 电 流 的 方向是从d端流进电流表,从c端流出． 答案:a　b　d　c １０．解析:在开关合上的瞬间,线圈 A 内有了由小变大的电 流,根据安培定则可判断出此时线圈 A在铁钉内产生了 一个由小变大的向右的磁场．由楞次定律可知,线圈 B 内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈 B内 的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向 左的．由安培定则可判断出线圈 B内感应电流流经CD 时的方向是由C 到D．再由安培定则可以知道直导线 CD 电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里,因 此,小磁针 N 极应该向纸内偏转．线圈 A 内电流稳定 后,CD 内不 再 有 感 应 电 流,所 以,小 磁 针 又 回 到 原 来 位置． 答案:在开关合上的瞬间,小磁针的 N极向纸内偏转．当 线圈 A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置 高考在线 １．A　线圈a从磁场中匀速拉出的过程中,穿过a线圈的磁 通量在减小,则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时 针,a中产生的电流为恒定电流,则线圈a靠近线圈b 的 过程中,线圈b的磁通量在向外增大,根据楞次定律可得 线圈b产生的电流为顺时针． ２．C　在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦,声波和光 照的影响,非金属完好,而金属熔化的原因是金属能够因 电磁感应产生涡流而非金属不能,因此可能原因为涡流． 假期作业４ 情境辨析 (１)×　(２)×　(３)×　(４)×　(５)√　(６)√　(７)√ 技能提升 素能提升 １．C　[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,故 A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,故B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,故 C正确;按下和松开按钮过程,螺线管中磁通量的变化率 不一定相同,故螺线管产生的感应电动势不一定相同,故 D错误．] ２．D　[图像斜率越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动 势也就越小．] ３．BC　[三根导线长度不同,故它们连入电路的阻值不同, 有Rab＜Rcd＜Ref．但它们切割磁感线的有效长度相同, 根据P＝Fv,I＝BlvR ,F＝BIl,可得v２＝PR B２l２ ,所以三根导 线的速度关系为vab＜vcd＜vef,A错,B对．根据E＝Blv, 可知三者产生的电动势不同,D错．运动过程中外力做功 全部转化为内能,故C对．] ４．B　[由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势 E＝nΔΦΔt＝n ΔB Δt 􀅰S＝n２B－BΔt 􀅰a ２ ２ ,得E＝nBa ２ ２Δt ,选项B 正确．] ５．A　[由右手定则可知导线框从左侧进入磁场时,电流方 向为逆时针方向,即沿正方向,且逐渐增大,导线框刚好 完全进入P、Q 之间的瞬间,电流由正向最大值变为零,然 后电流方向变为顺时针且逐渐增加,当导线框刚好完全 进入P、Q 之间的瞬间,电流由负向最大值变为零．故 A 正确．] ６．C　[铜块、铝块向磁铁靠近时,穿过它们的磁通量发生了 变化,因此在其内部产生涡流,反过来涡流产生的感应磁 场对原磁场起阻碍作用,所以铜块和铝块向磁铁运动时 会受阻而减速,所以选项 C正确．有机玻璃为非金属,不 产生涡流现象,做匀速运动．] ７．BC ８．解析:依题意知,回路中的电流 I＝ER ＝ SΔB RΔt＝ ０．３×０．５×０．１ ０．５ A＝０．０３A , 金属棒刚要发生滑动时,安培力等于最大静摩擦力, 即BIl＝Fm＝μmg, 解得:B＝５０T,又B＝ΔBΔtt＝０．１t , 所以t＝５００s． 答案:５００s ９．解析:(１)由平衡知识可知:mgsin３７°＝μmgcosθ, 解得μ＝０．７５; (２)由法拉第电磁感应定律:E＝ΔΦΔt＝ ΔB ΔtS , 其中ΔB Δt＝ １．５－１．０ １ T /s＝０．５T/s, 解得E＝０．０４V, I＝ER ＝２A ,方向 ADCBA; (３)由BIL＝mgsin３７°＋Ff; 得B＝３T, 因B＝１＋０．５t, 解得:t＝４s． 答案:(１)μ＝０．７５　(２)I＝２A,方向ADCBA　(３)４s 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３４ 高考在线 １．BC　[A、B．如图所示 在t＝０到t＝π２ω 的过程中,线框的有效切割长度先变大 再变小,当t＝π４ω 时,有效切割长度最大为 ２L,此时,感应 电动势最大,所以在t＝０到t＝π２ω 的过程中,E 先增大后 减小,故B正确,A错误; C、D．在t＝０到t＝π４ω 的过程中,设转过的角度为θ,由几 何关系可得θ＝ωt, 进入磁场部分线框的面积S＝L 􀅰Ltanθ ２ , 穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝BL ２tanωt ２ , 线圈产生的感应电动势E＝ΔΦΔt , 感应电动势的变化率ΔE Δt＝E′ , 对Φ＝BL ２tanωt ２ 求二次导数得 ΔE Δt＝BL ２ω２sec２ωttanωt, 在t＝０到t＝π４ω 的过程中BL２ω２sec２ωttanωt一直变大, 所以 E 的 变 化 率 一 直 增 大,故 C 正 确,D 错 误．故 选 B、C．] ２．ABD　[由于金属棒 MN 运动过程切割磁感线产生感应 电动势,回路有感应电流,产生焦耳热,金属棒 MN 的机 械能不断减小,由于金属导轨光滑,所以经过多次往返运 动,MN 最终一定静止于OO′位置,故 A 正确;当金属棒 MN 向右运动,根据右手定则可知,MN 中电流方向由M 到N,根据左手定则,可知金属棒 MN 受到的安培力水平 向左,则安培力做负功;当金属棒 MN 向左运动,根据右 手定则可知,MN 中电流方向由N 到M,根据左手定则, 可知金属棒 MN 受到的安培力水平向右,则安培力做负 功;可知 MN 运动过程中安培力始终做负功,故 B正确; 金属棒 MN 从释放到第一次到达OO′位置过程中,由于 在OO′位置重力沿切线方向的分力为０,可知在到达OO′ 位置之前的位置,重力沿切线方向的分力已经小于安培 力沿切线方向的分力,金属棒 MN 已经做减速运动,故 C 错误;从释放到第一次到达OO′位置过程中,根据右手定 则可知,MN 中电流方向由M 到N,故 D正确．] 假期作业５ 情境辨析 (１)×　(２)√　(３)×　(４)×　(５)×　(６)√　(７)× 技能提升 素能提升 １．BC　[由瞬时值表达式知:角速度ω＝１００πrad/s．感应电 动势是按正弦规律变化的,所以t＝０时,线圈平面位于中 性面． 因ω＝２πf,所以f＝ω２π＝ １００π ２π Hz＝５０Hz , 由T＝１f 得T＝１５０s＝０．０２s． 当t＝０．０５s时,e＝２２０ ２sin５πV＝０,故 B、C 选 项 正确．] ２．C ３．CD　[从题图中可知,在０．１s和０．３s时刻,穿过线圈的 磁通量最大,此时刻磁通量的变化率等于零;０．２s和０．４s 时刻,穿过线圈的磁通量为零,但此时刻磁通量的变化率 最大,由此得选项 A、B错误．根据电动势的最大值公式: Em＝nBSω,Φm＝BS,ω＝２π/T,可得:Em＝５０×０．２×２× ３．１４/０．４V＝１５７V;磁通量变化率的最大值应为 Em n ＝ ３．１４Wb/s,故C、D正确．] ４．ABC ５．B　[计算电阻发热Q＝I２Rt需用交流电的有效值,图甲 的有效值为I１＝ Im ２ ,图乙的有效值为I２＝Im,所以代入 可得Q甲/Q乙＝１/２．] ６．D　[无线充电手机接收线圈部分工作原理是电磁感应, 而非“电流的磁效应”,故 A错误;若发射线圈发射的直流 电,根据电磁感应的原理,在接收线圈中不能产生电流, 不能充电,故B错误;根据变压器的原理,电压与匝数成 正比,所以U２＝n２n１U１＝ １ １１×２２０V＝２０V ,即副线圈电压 的有效值为２０V,但最大值可达２０ ２V,故 C错误;接收 线圈的电流I２＝PU２＝ ５０ ２０A＝２．５A ,故 D正确．] ７．BC　[线圈abcd 转至题图乙所示位置时,线圈平面与磁 场方向平行,磁通量为零,感应电动势最大,穿过线圈的 磁通量的变化率最大,故 A 错误,B正确;由右手定则可 知,在题图示位置时线圈中的电流方向为a→b→c→d,则 通过电灯L的电流方向为A→B,故 C正确;根据左手定 则判断知线圈在题图乙所示位置时ab边受到的安培力 方向垂直线圈平面向下,故 D错误.] ８．BD　 [E＝n ΔΦΔt＝n BS π ２ω ＝２nBSω/π;Q＝ ER＋r 􀅰Δt ＝nBSR＋r． ] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４４ 假期作业４　法拉第电磁感应定律　自感现象　　　　　　　　　　　　　　 　　线圈在匀强磁场中旋转时和导体切割磁 感线的情形如图所示: (１)磁通量为零时,磁通量的变化率也为零． (　　) (２)磁通量最大时,磁通量的变化率也最大． (　　) (３)线圈产生的感应电动势与线圈的匝数、Φ、 ΔΦ以及ΔΦΔt 有关． (　　) (４)导体切割磁感线时的感应电动势E＝Blv． (　　) (５)如图所示,电磁炉利用整块导体在变化的 磁场中产生感应电流的现象制成的． (　　) (６)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小 涡流． (　　) (７)如图是日光灯的原理图, 镇流器结合启动器产生 自感作用,在日光灯启动 时给灯管提供高压,在正 常工作时起降压限流作用． (　　) 一、选择题 １．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,螺线管没有产生感应电 动势 D．按下和松开按钮过程,螺线管产生大小 相同的感应电动势 ２．穿过某线圈的磁通量随时间 变化的关系如图所示,在下 列几段时间内,线圈中感应 电动势最小的是 (　　) A．０~２s　　　　　　　B．２s~４s C．４s~５s D．５s~１０s ３．(多选)材料、粗细相同,长 度不同的电阻丝做成ab、 cd、ef三种形状的导线,分 别放在电阻可忽略的光滑 金属导轨上,并与导轨垂直,如图所示,匀强 磁场方向垂直导轨平面向内．外力使导线水 平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功 率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系 是Lab＜Lcd＜Lef,则 (　　) A．ab运动速度最大 B．ef运动速度最大 C．三根导线每秒产生的热量相同 D．因三根导线切割磁感线的有效长度相 同,故它们产生的感应电动势相同 ４．如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长 为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９ 在磁场中．在 Δt时间内, 磁感应强度的方向不变, 大小由 B 均匀 地 增 大 到 ２B．在此过程中,线圈中产 生的感应电动势为 (　　) A．Ba ２ ２Δt B． nBa２ ２Δt C．nBa ２ Δt D． ２nBa２ Δt ５．如图,虚线P、Q、R 间存在着磁感应强度大 小相等,方向相反的匀强磁场,磁场方向均 垂直于纸面,磁场宽度均为L．一等腰直角 三角形导线框abc,ab边与bc 边长度均为 L,bc边与虚线边界垂直．现让线框沿bc方 向匀速穿过磁场区域,从c点经过虚线P 开 始计时,以逆时针方向为导线框中感应电流 i的正方向,则下列四个图像中能正确表示 i－t图像的是 (　　) ６．在水平放置的光滑导轨 上,沿导轨固定一个条形 磁铁,如图所示．现有铜、铝和有机玻璃制成 的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的 A 点 以某一初速度向磁铁滑去．各滑块在未接触 磁铁前的运动情况将是 (　　) A．都做匀速运动　　B．甲、乙做加速运动 C．甲、乙做减速运动 D．乙、丙做匀速运动 ７．(多选)如图所示,有两根和 水平方向成α角的光滑平 行的金属轨道,上端接有可 变电阻R,下端足够长,空 间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强 度为B,一根质量为m 的金属杆从轨道上由 静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的 速度会趋近于一个最大速度vm,则 (　　) A．如果B 增大,vm 将变大 B．如果α变大,vm 将变大 C．如果R 变大,vm 将变大 D．如果m 变小,vm 将变大 二、非选择题 ８．如图所示,两条处于同一水 平面内的平行滑轨 MN、PQ 相距３０cm,上面垂直于滑轨 放置着质量均为０．１kg、相距５０cm 的ab 和cd 两平行可动的金属棒,棒与滑轨间的动 摩擦因数为０．４５．回路abcd的电阻为０．５Ω, 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,若磁 感应强度从零开始以０．１T/s的变化率均匀 增加,则经过多长时间棒将会发生滑动? (g取１０m/s２) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０１ ９．如图所示,在一 倾角为３７°的粗 糙绝缘斜面上, 静止地放置着一个正方形单匝线圈ABCD, E、F 分别为AB、CD 的中点,线圈总电阻 R＝０．０２Ω、总质量m＝０．２kg、正方形边长 L＝０．４m．如果向下轻推一下此线圈,则它 刚好可沿斜面匀速下滑．现在将线圈静止放 在斜面上后,在虚线EF 以下的区域中,加 上垂直斜面向内的、磁感应强度大小按图中 所示规律变化的磁场,已知最大静摩擦力等 于滑动摩擦力,sin３７°＝０．６,cos３７°＝０．８, 取g＝１０m/s２．求: (１)线圈与斜面间的动摩擦因数μ; (２)线圈在斜面上保持静止时,线圈中产生 的感应电流大小与方向; (３)线圈刚要开始运动时t的大小． １．(多选)(２０２２􀅰山东卷, １２T)如图所示,xOy平面 的第一、三象限内以坐标 原点O 为圆心、半径为 ２ L的扇形区域充满方向垂 直纸面向外的匀强磁场． 边长为L的正方形金属框绕其始终在O 点 的顶点、在xOy平面内以角速度ω 顺时针 匀速转动．t＝０时刻,金属框开始进入第一 象限,不考虑自感影响,关于金属框中感应 电动势 E 随时间t 变化规律的描述正确 的是 (　　 ) A．在t＝０到t＝π２ω 的过程中,E 一直增大 B．在t＝０到t＝π２ω 的过程中,E先增大后减小 C．在t＝０到t＝ π４ω 的过程中,E 的变化率 一直增大 D．在t＝０到t＝ π４ω 的过程中,E 的变化率 一直减小 ２．(多选)(２０２４􀅰山东卷􀅰１１T)如图所示,两 条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水 平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最 高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的 连线OO′与导轨所在竖直面垂直．空间充满 竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左 端由导线连接．现将具有一定质量和电阻的 金属棒MN 平行OO′放置在导轨图示位置, 由静止释放．MN 运动过程中始终平行于 OO′且与两导轨接触良好,不考虑自感影 响,下列说法正确的是 (　　) A．MN 最终一定静止于OO′位置 B．MN 运动过程中安培力始终做负功 C．从释放到第一次到达OO′位置过程中, MN 的速率一直在增大 D．从释放到第一次到达OO′位置过程中, MN 中电流方向由M 到N 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １１