第31講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流(限時(shí)40分鐘)1.[2023·湖北卷]近場(chǎng)通信(NFC)器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊.其天線(xiàn)類(lèi)似一個(gè)壓平的線(xiàn)圈,線(xiàn)圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大.如圖所示,一正方形NFC線(xiàn)圈共3匝,其邊長(zhǎng)分別為1.0cm、1.2cm和1.4cm.圖中線(xiàn)圈外線(xiàn)接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線(xiàn)圈絕緣.若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直通過(guò)此線(xiàn)圈,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為103T/s,則線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近()A.0.30V B.0.44V C.0.59V D.4.3V2.(多選)[人教版選擇性必修第二冊(cè)改編]如圖所示,兩個(gè)燈泡A1和A2的規(guī)格相同,A1與線(xiàn)圈L串聯(lián)后接到電路中,A2與可變電阻R串聯(lián)后接到電路中.先閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)R,使兩個(gè)燈泡的亮度相同,再調(diào)節(jié)R1,使它們正常發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,下列說(shuō)法正確的是 ()A.重新接通電路,A1、A2同時(shí)亮B.重新接通電路,A1逐漸變亮C.接通電路,一段時(shí)間電路穩(wěn)定后再次斷開(kāi)S,A1、A2逐漸熄滅D.接通電路,一段時(shí)間電路穩(wěn)定后再次斷開(kāi)S,A2閃亮一下再熄滅3.[2023·河北滄州模擬]用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線(xiàn),做成半徑為r的圓環(huán),垂直于圓環(huán)面的磁場(chǎng)充滿(mǎn)其內(nèi)接正方形,t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖甲所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,則在0~2t0時(shí)間內(nèi)()A.圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量為4B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為BC.圓環(huán)中始終沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.圓環(huán)中有先順時(shí)針后逆時(shí)針的感應(yīng)電流4.[2023·四川成都模擬]如圖,直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長(zhǎng)度為l.下列判斷正確的是 ()A.φa>φc,金屬框中無(wú)電流B.φb>φc,金屬框中電流方向沿a→b→c→aC.電勢(shì)差φbc=-12Bl2ω,D.電勢(shì)差φac=12Bl2ω,金屬框中電流方向?yàn)閍→c→b→5.[2022·全國(guó)甲卷]三個(gè)用同樣的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)做成的剛性閉合線(xiàn)框,正方形線(xiàn)框的邊長(zhǎng)與圓線(xiàn)框的直徑相等,圓線(xiàn)框的半徑與正六邊形線(xiàn)框的邊長(zhǎng)相等,如圖所示.把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間線(xiàn)性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線(xiàn)框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直,正方形、圓形和正六邊形線(xiàn)框中感應(yīng)電流的大小分別為I1、I2和I3.則 ()A.I1<I3<I2 B.I1>I3>I2C.I1=I2>I3 D.I1=I2=I36.[2023·浙江鎮(zhèn)海中學(xué)模擬]某同學(xué)利用電壓傳感器來(lái)研究電感線(xiàn)圈工作時(shí)的特點(diǎn).圖甲中三個(gè)燈泡完全相同,不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響.在閉合開(kāi)關(guān)S的同時(shí)開(kāi)始采集數(shù)據(jù),當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開(kāi)開(kāi)關(guān).圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像.不計(jì)電源內(nèi)阻及電感線(xiàn)圈L的電阻.下列說(shuō)法正確的是 ()A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間,流經(jīng)燈D2和D3的電流相等B.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間至斷開(kāi)前,流經(jīng)燈D1的電流保持不變C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間,燈D2閃亮一下再熄滅D.根據(jù)題中信息,可以推算出圖乙中u1與u2的比值7.(多選)[2023·湖北黃岡中學(xué)模擬]某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示,在電梯掛廂上安裝永久磁鐵,并在電梯的井壁上鋪設(shè)線(xiàn)圈,這樣可以在電梯突然墜落時(shí)減小對(duì)人員的傷害.關(guān)于該裝置,下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)電梯突然墜落時(shí),該安全裝置有可能使電梯懸停在線(xiàn)圈A、B之間B.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線(xiàn)圈A、B之間時(shí),閉合線(xiàn)圈A、B中的電流方向相反C.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線(xiàn)圈A、B之間時(shí),閉合線(xiàn)圈A在促進(jìn)電梯下落,閉合線(xiàn)圈B在阻礙電梯下落D.當(dāng)電梯墜落至永久磁鐵在線(xiàn)圈B下方時(shí),閉合線(xiàn)圈A、B均在阻礙電梯下落8.(多選)如圖所示,一導(dǎo)線(xiàn)折成邊長(zhǎng)為a的正三角形閉合回路,虛線(xiàn)MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于回路所在的平面,回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng),CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.導(dǎo)線(xiàn)框受到的安培力方向始終向上B.導(dǎo)線(xiàn)框受到的安培力方向始終向下C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為32BavD.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為349.[2023·安徽合肥模擬]某星球表面0~200km高度范圍內(nèi),水平方向的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨高度由60T均勻減小至10T.為使航天器能在星球表面安全降落,可以利用電磁阻力來(lái)減小航天器下落速度.若在航天器上固定一邊長(zhǎng)為1m的正方形閉合線(xiàn)圈,航天器豎直降落時(shí)線(xiàn)圈平面始終與水平磁場(chǎng)垂直,上下兩邊始終處于水平狀態(tài),為使航天器速度為1km/s時(shí)產(chǎn)生的電磁阻力(只對(duì)該閉合線(xiàn)圈產(chǎn)生的作用力)為1000N,則線(xiàn)圈的阻值R為 ()A.2.5×10-14Ω B.5×10-11ΩC.6.25×10-8Ω D.1×10-5Ω10.[2022·全國(guó)乙卷]如圖所示,一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定,下端系在邊長(zhǎng)為l=0.40m的正方形金屬框的一個(gè)頂點(diǎn)上.金屬框的一條對(duì)角線(xiàn)水平,其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度的阻值為λ=5.0×10-3Ω/m;在t=0到t=3.0s時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B(t)=0.3-0.1t(SI).求:(1)t=2.0s時(shí)金屬框所受安培力的大小;(2)在t=0到t=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱.11.[2022·河北卷]將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線(xiàn)順次繞成如圖所示的線(xiàn)圈,其中大圓面積為S1,小圓面積均為S2,垂直線(xiàn)圈平面方向有一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=B0+kt,B0和k均為常量,則線(xiàn)圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 ()A.kS1B.5kS2C.k(S1-5S2)D.k(S1+5S2)12.[2022·浙江1月選考]如圖所示,將一通電螺線(xiàn)管豎直放置,螺線(xiàn)管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B