高考物理一轮复习课时分层作业28法拉第电磁感应定律涡流自感含答案

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1．如图所示，金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是( )
A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场
B．只有有磁性的金属才会被探测器探测到
C．探测到金属是因为金属中产生了涡流
D．探测到金属是因为探测器中产生了涡流
2．(多选)(2022·东北三校联考)如图所示，正方形导体框abcd边长为l，e、f分别为ad、bc的中点。导体框所在空间有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。当导体框绕过e、f的轴以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是( )
A．导体框中无感应电流
B．导体框中产生正弦交变电流
C．a、b两点间电势差为零
D．a、d两点间电势差为eq \f(1,2)Bωl2
3．(多选)(2022·河南开封第一次模拟)如图甲所示，轻质细线吊着一质量m＝4.2 g、边长L＝1 m的正方形单匝线圈，其总电阻r＝1 Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是(g＝10 m/s2)( )
甲 乙
A．线圈中产生逆时针方向的感应电流
B．线圈中的感应电流大小为0.1 A
C．t＝4 s时轻质细线的拉力大小为0.012 N
D．6 s内通过线圈横截面的电荷量为3 C
4．(2021·山东卷)迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为H，导体绳长为L(L≪H)，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强度大小为B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响，据此可得，电池电动势为( )
A．BLeq \r(\f(GM,R＋H))＋eq \f(fr,BL)B．BLeq \r(\f(GM,R＋H))－eq \f(fr,BL)
C．BLeq \r(\f(GM,R＋H))＋eq \f(BL,fr)D．BLeq \r(\f(GM,R＋H))－eq \f(BL,fr)
5．(多选)半径为a且右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则( )
A．θ＝0时，杆产生的电动势为2Bav
B．θ＝eq \f(π,3)时，杆产生的电动势为eq \r(3)Bav
C．θ＝0时，杆受的安培力大小为eq \f(2B2av,π＋2R0)
D．θ＝eq \f(π,3)时，杆受的安培力大小为eq \f(3B2av,5π＋3R0)
6．为测量线圈L的直流电阻R0，某研究小组设计了如图所示电路。已知线圈的自感系数较大，两电表可视为理想电表，其示数分别记为U、I，实验开始前，S1处于断开状态，S2处于闭合状态。关于实验过程，下列说法不正确的是( )
A．闭合S1，电流表示数逐渐增大至稳定值
B．闭合S1，电压表示数逐渐减小至稳定值
C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值
D．实验结束后，应先断开S1
7．(多选)(2021·广东卷)如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图所示的匀强磁场。金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好。初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有( )
A．杆OP产生的感应电动势恒定
B．杆OP受到的安培力不变
C．杆MN做匀加速直线运动
D．杆MN中的电流逐渐减小
8．(多选)(2022·湖南卷)如图，间距L＝1 m的U形金属导轨，一端接有0.1 Ω的定值电阻R，固定在高h＝0.8 m的绝缘水平桌面上。质量均为0.1 kg 的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，导体棒a距离导轨最右端1.74 m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为0.1 T。用F＝0.5N沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取10 m/s2，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是( )
A．导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m
B．导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变
C．导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势
D．导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻R的电荷量为0.58 C
9．(多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势( )
(a) (b)
A．在t＝eq \f(T,4)时为零
B．在t＝eq \f(T,2)时改变方向
C．在t＝eq \f(T,2)时最大，且沿顺时针方向
D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
10．(2023·安徽江淮十校联考)如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，金属棒MN以角速度ω绕过O点的竖直轴PQ沿逆时针方向(从上往下看)旋转。NO＝2MO，则( )
A．M点电势高于N点电势
B．N、O两点间电势差是M、O两点间电势差的2倍
C．若磁感应强度B增加1倍，则M、N两点间的电势差不变
D．若角速度ω增加1倍，则M、N两点间的电势差将变为原来的4倍
11．(2022·全国乙卷)如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l＝0.40 m 的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ＝5.0×10－3 Ω/m；在t＝0到t＝3.0 s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为B(t)＝0.3－0.1t(SI)。求：
(1)t＝2.0 s时金属框所受安培力的大小；
(2)在t＝0到t＝2.0 s时间内金属框产生的焦耳热。