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- 2021-05-14 发布
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法拉第电磁感应定律 自感和涡流
高考真题
1.(2020·新课标全国Ⅱ)
如图所示,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上,当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A.Ua>Uc,金属框中无电流
B.Ub>Uc,金属框中的电流方向沿a-b-c-a
C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流
D.Uac=Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a
解析:
由于磁感应强度方向始终与ab边平行,通过金属框的磁通量始终为零,金属框中无电流,B、D错误.对bc边,如图所示,由右手定则可得Uc>Ub
;对ac边,如图所示Uc>Ua,Uac=Ubc=Bl2ω,A错误,C正确.
答案:C
2.(2020·海南卷)
如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′,则等于( )
A. B. C.1 D.
解析:设金属棒长度为l,匀强磁场的磁感应强度为B,根据电磁感应定律得ε=Blv.金属棒弯折后,切割磁感线运动的有效长度变为l,故ε′=Blv.因此=,B正确.
答案:B
3.(2020·山东理综)如图甲所示,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-t图象可能正确的是( )
解析:电流产生的磁场与电流的大小成正比,而感应电动势E=,即磁场的变化率表示E的大小.因此在t=0时刻,i变化率最大,即最大,uab为最大值,B错误.0~0.25T0与0.5T0~0.75T0电流变化相同,uab也相同,A、D错误,C正确.
答案:C
4.(2020·重庆理综)
如图所示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S.若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa-φb( )
A.恒为
B.从0均匀变化到
C.恒为-
D.从0均匀变化到-
解析:根据E=,ΔΦ=(B2-B1)S,知E=,根据楞次定律可判断电流由a流向b,电源内部由低电势流向高电势,所以φb>φa,A、B错误.磁感应强度均匀增加,产生恒定电动势,C正确,D错误.
答案:C
5.(2020·山东理综)(多选)如图所示,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是( )
A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高
B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动
D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动
解析:将圆盘看成很多根由圆心沿半径指向外的金属杆.根据右手定则可知,磁场中的导体部分电流由b指向a,即a端电势高,A正确.由于磁场部分导体切割磁感线,会在圆盘中形成涡流,根据楞次定律可
知,磁场部分受到与转动方向相反的力使圆盘停止转动,而且磁场越强圆盘停止越快,B正确.若所加磁场方向相反,则电流会反向,安培力仍阻碍圆盘转动,不会加速,C错误.若磁场穿过整个圆盘,圆心与边缘会形成一个恒定的电势差,不会形成涡流,也就不存在安培力,因此,圆盘将匀速转动,D正确.
答案:ABD
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