溫馨提示:選擇題請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的“答題卡”上作答第十一章第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流1~8題,每小題6分,9~12題,每小題9分,共84分。A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用1.(2024·廣東卷,4)電磁俘能器可在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收,結(jié)構(gòu)如圖甲所示。兩對(duì)永磁鐵可隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起上下振動(dòng),每對(duì)永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,磁場(chǎng)中,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時(shí)刻磁場(chǎng)分布與線圈位置如圖乙所示,永磁鐵振動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)分界線不會(huì)離開(kāi)線圈。關(guān)于圖乙中的線圈,下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)線圈的磁通量為BL2B.永磁鐵相對(duì)線圈上升越高,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C.永磁鐵相對(duì)線圈上升越快,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小D.永磁鐵相對(duì)線圈下降時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?.(多選)(2025·河北滄州模擬)如圖甲所示,一導(dǎo)體棒與導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路,然后用絕緣輕繩懸掛在天花板上,空間存在一圓形磁場(chǎng)區(qū)域,導(dǎo)體棒剛好與圓的水平直徑重合,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為r=0.2m,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=0.4kg、長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.6m、電阻R=π100Ω,當(dāng)t=4s時(shí)絕緣輕繩的張力剛好為零,忽略導(dǎo)線以及輕繩的重力,重力加速度g=10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是(A.0~4s內(nèi),流過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向向右B.B0=5TC.流過(guò)導(dǎo)體棒的電流為2AD.2s時(shí),輕繩的張力為0.4N對(duì)點(diǎn)練2導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.(多選)如圖所示,分布于全空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T。寬度為L(zhǎng)=0.8m的兩導(dǎo)軌間接一阻值為R=0.2Ω的電阻,電阻為2R的金屬棒AC長(zhǎng)為2L并垂直于導(dǎo)軌(導(dǎo)軌電阻不計(jì))放置,A端剛好位于導(dǎo)軌上,中點(diǎn)D與另一導(dǎo)軌接觸。當(dāng)金屬棒以速度v=0.5m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.流過(guò)電阻R的電流為2AB.A、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAD=0.4VC.A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAC=-1.6VD.A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAC=-1.2V4.(2025·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬)如圖所示,一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒CD在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞OO'軸順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)。圓錐母線與OO'夾角30°,角速度為ω,OC=L3,則金屬桿兩端電勢(shì)差UCD為(A.-118BωL2 B.118C.-124BωL2 D.124對(duì)點(diǎn)練3自感現(xiàn)象5.用電流傳感器(電流傳感器相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略不計(jì))研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,自感線圈L的自感系數(shù)足夠大,其直流電阻值大于燈泡D的阻值,在t=0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,在t=t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。下列關(guān)于燈泡D中的電流隨時(shí)間變化情況的圖像可能正確的是()A.A B.B C.C D.D6.(2025·北京大興模擬)如圖所示,L是自感系數(shù)較大的線圈,其直流電阻可忽略不計(jì),a、b、c是三個(gè)相同的小燈泡,下列說(shuō)法正確的是()A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),c燈立即亮,a、b燈逐漸亮B.開(kāi)關(guān)S閉合至電路穩(wěn)定后,b、c燈亮,a燈不亮C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),c燈立即熄滅,a燈閃亮一下再逐漸熄滅D開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),c燈立即熄滅,b燈閃亮一下再逐漸熄滅對(duì)點(diǎn)練4渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)7.(2024·甘肅卷,6)工業(yè)上常利用感應(yīng)電爐冶煉合金,裝置如圖所示。當(dāng)線圈中通有交變電流時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.金屬中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流B.金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流C.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流減小D.若線圈匝數(shù)增加,則金屬中感應(yīng)電流不變8.掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng),在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ(chēng)地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng),如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()A.A B.B C.C D.DB級(jí)綜合提升練9.如圖所示的電路中,L1、L2、L3是三個(gè)相同的燈泡,線圈L的電阻和電源的內(nèi)阻可忽略,D為理想二極管。下列判斷正確的是()A.開(kāi)關(guān)S從斷開(kāi)狀態(tài)突然閉合時(shí),L1逐漸變亮,L2一直不亮,L3立即變亮B.開(kāi)關(guān)S從斷開(kāi)狀態(tài)突然閉合時(shí),L1、L2逐漸變亮,L3立即變亮再熄滅C.開(kāi)關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí),L1逐漸熄滅,L2突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,L3立即熄滅D.開(kāi)關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí),L1、L2逐漸熄滅,L3突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅10.如圖所示,abcd為水平放置的U形光滑金屬導(dǎo)軌,ab與cd的間距為l,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì),金屬桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成θ角,單位長(zhǎng)度的電阻為r。保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好),則()A.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為BlvB.電路中感應(yīng)電流的大小為BvC.金屬桿所受安培力的大小為BD.金屬桿的熱功率為B11.(多選)(2024·山東卷,11)如圖所示,兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,其所在平面豎直且平行,導(dǎo)軌最高點(diǎn)到水平桌面的距離等于半徑,最低點(diǎn)的連線OO'與導(dǎo)軌所在豎直面垂直?？臻g充滿豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),導(dǎo)軌左端由導(dǎo)線連接?，F(xiàn)將具有一定質(zhì)量和電阻的金屬棒MN平行OO'放置在導(dǎo)軌圖示位置,由靜止釋放。MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終平行于OO'且與兩導(dǎo)軌接觸良好,不考慮自感影響,下列說(shuō)法正確的是()A.MN最終一定靜止于OO'位置B.MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力始終做負(fù)功C.從釋放到第一次到達(dá)OO'位置過(guò)程中,MN的速率一直在增大D.從釋放到第一次到達(dá)OO'位置過(guò)程中,MN中電流方向由M到N12.(2025·湖北武漢高三期中)如圖甲所示,金屬導(dǎo)軌abc和deO水平放置,bc段是以O(shè)為圓心的14圓弧。ad之間連接電阻為R的燈泡,abed構(gòu)成邊長(zhǎng)為l的正方形,∠bOe=45°。t=0時(shí)刻,導(dǎo)體棒繞O沿圓弧由b向c勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為2t0。已知在扇形Obc區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直紙面向外、大小恒為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng);abed區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B隨時(shí)間變化如圖乙所示,其方向垂直紙面向里。不計(jì)其他的電阻。下列說(shuō)法正確的是(A.在0~t0時(shí)間內(nèi)燈泡中電流方向由a→dB.在0~t0時(shí)間內(nèi)燈泡兩端電壓為BC.在t0~2t0時(shí)間內(nèi)穿過(guò)abed區(qū)域中的磁通量均勻減小D.若t0~2t0時(shí)間內(nèi)燈泡中無(wú)電流,則圖乙中B的變化率為B0ωC級(jí)培優(yōu)加強(qiáng)練13.(16分)(2023·廣東卷,14)光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,寬度均為h,其俯視圖如圖(a)所示,兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示,0~τ時(shí)間內(nèi),兩區(qū)域磁場(chǎng)恒定,方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B0和B0,一電阻為R、邊長(zhǎng)為h的剛性正方形金屬框abcd,平放在水平面上,ab、cd邊與磁場(chǎng)邊界平行,t=0時(shí),線框ab邊剛好跨過(guò)區(qū)域Ⅰ的左邊界以速度v向右運(yùn)動(dòng),在τ時(shí)刻,ab邊運(yùn)動(dòng)到距區(qū)域Ⅰ的左邊界h2處,線框的