《2018_2019学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业三4.4法拉第电磁感应定律新人教版选修3_2201903076208》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业三4.4法拉第电磁感应定律新人教版选修3_2201903076208（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课后提升作业课后提升作业 三三 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 40 40 分钟分钟 5050 分分 一 选择题 本题共 6 小题 每小题 6 分 共 36 分 1 2018 汉中高二检测 穿过一个电阻为 1 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少 2Wb 则 A 线圈中的感应电动势一定是每秒减少 2V B 线圈中的感应电动势一定是 2V C 线圈中的感应电流一定是每秒减少 2A D 线圈中无感应电流 解析 选 B 由法拉第电磁感应定律知 E n 线圈中的感应电动势为定值 即为 2V 故 A t 错误 B 正确 根据闭合电路欧姆定律知 I 可得 感应电流大小为 2A 故 C D 错
2、误 E R 2 多选 2018 太原高二检测 一个面积 S 4 10 2m2 匝数 n 100 匝 的线圈放在匀强磁场中 磁场方向垂直于线圈平面 磁感应强度B随时 间t变化的规律如图所示 则下列判断正确的是 A 在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于 0 08 Wb s B 在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C 在开始的 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 8 V D 在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 解析 选 A C 由图象求得斜率的大小 2T s 因此 S 0 08Wb s 故 A 正确 开 B t t B t 始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量不等于
3、零 故B错误 根据法拉第电磁感应定律得 E n nS 8V 可知感应电动势大小为 8V 故 C 正确 由图看出 第 3 s 末线圈中的磁通量为 t B t 零 但磁通量的变化率不为零 感应电动势也不等于零 故 D 错误 补偿训练 1 一个环形线圈放在磁场中如图甲所示 以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向 若 磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙 那么在第2s内线圈中的感应电流的大小和方向是 2 A 大小恒定 顺时针方向 B 逐渐减小 顺时针方向 C 大小恒定 逆时针方向 D 逐渐增加 逆时针方向 解析 选 A 在第 2 s 内 磁场的方向垂直于纸面向外 且逐渐增大 根据楞次定律 感应电 流
4、的方向为顺时针方向 I 因为磁感应强度均匀变化 所以产生恒定的电流 A E R tR BS tR 正确 2 如图所示 半径为 R 的 n 匝线圈套在边长为 a 的正方形 abcd 之外 匀强磁场垂直穿过该正 方形 当磁场以的变化率变化时 线圈产生的感应电动势的大小为 B t A R2 B a2 B t B t C n R2 D na2 B t B t 解析 选 D 由题目条件可知 线圈中磁场的面积为 a2 根据法拉第电磁感应定律可知 线 圈中产生的感应电动势大小为 E n na2 故只有选项 D 正确 t B t 3 如图 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
5、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 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 3 度 v 运动时 棒两端的感应电动势大小为 则等于 A B C 1 D 1 2 2 2 2 解析 选 B 若直金属棒的长为 L 则弯成折线后 有效切割长度为L 根据 BLv 可知 2 2 感应电动势的大小与有效切割长度成正比 故 B 正确 2 2 4 2018 晋中高二检测 图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面向外的匀强磁场中 绕O轴 以角速度 沿逆时针方向匀速转动 电阻两端分别接盘心O和盘边缘 则通过电阻R的电流强 度的方
6、向和大小是 A 由 c 到 d I B 由 d 到 c I Br 2 R Br 2 R C 由 c 到 d I D 由 d 到 c I Br 2 2R Br 2 2R 解题指南 解答本题应注意以下三点 1 转动切割磁感线感应电动势公式 E Br2 1 2 2 由欧姆定律求通过电阻 R 的电流强度的大小 3 由右手定则判断感应电流的方向 解析 选 C 将金属圆盘看成是由无数条金属幅条组成的 这些幅条切割磁感线 产生感应 电流 由右手定则判断可知 通过电阻 R 的电流强度的方向为从 c 到 d 金属圆盘产生的感应 电动势为 E Br2 通过电阻 R 的电流强度的大小为 I 故 C 正确 1 2 B
7、r 2 2R 补偿训练 多选 如图所示 一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴 过O点 顺时针匀 4 速转动 OA 2OC 2L 磁感应强度大小为 B 方向垂直纸面向里 金属棒转动的角速度为 电 阻为 r 内 外两金属圆环分别与 C A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻 R 相接 没画出 两金属圆环圆心皆为 O 且电阻均不计 则 A 金属棒中有从 A 到 C 的感应电流 B 外电阻 R 中的电流为 I 3B L2 2 R r C 当 r R 时 外电阻消耗功率最小 D 金属棒 AC 间电压为 3B L2R 2 R r 解析 选 B D 由右手定则可知金属棒相当于电源且 A 是电源的
8、正极 即金属棒中有从 C 到 A 的感应电流 A 错 金属棒转动产生的感应电动势为 E B 2L 2 B L2 即回路 1 2 1 2 3B L2 2 中电流为 I B 对 由电源输出功率特点知 当内 外电阻相等时 外电路消耗功率最 3B L2 2 R r 大 C 错 UAC IR D 对 3B L2R 2 R r 5 如图 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 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
9、 Uc 金属框中电流方向沿 a b c a 5 C Ubc Bl2 金属框中无电流 1 2 D Ubc Bl2 金属框中电流方向沿 a c b a 1 2 解题指南 解答本题时应从以下三点进行分析 1 产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化 金属框中的磁通量始终为零 2 导体切割磁感线时 产生感应电动势 3 当导体各处的速度不相等时 可以采用等效速度 解析 选 C 穿过金属框的磁通量始终为零 没有发生变化 故金属框中无电流 B D 项错 误 bc 边切割磁感线的等效速度为l 根据右手定则 Ub Uc 故 Ubc Bl2 C 项正确 ac 边 1 2 1 2 切割磁感线 根据右手定则得
10、 Ua Uc A 项错误 6 2018 安庆高二检测 如图所示 粗细均匀的电阻为r的金属圆环 放在图示的匀强磁场中 磁感应强度为 B 圆环直径为 L 另一长为 L 电阻为 的金属棒 ab 放在圆环上 接触电阻不计 r 2 当金属棒 ab 以 v0向左运动到图示虚线位置时 金属棒两端电势差为 A BLv0 B BLv0 C BLv0 D BLv0 1 2 1 3 2 3 解题指南 解答本题应注意以下三点 1 金属棒切割磁感线产生感应电动势 相当于电源 由 E BLv0求出感应电动势 2 金属圆环两侧并联 构成外电阻 外电路总电阻为 R r 4 3 金属棒两端的电势差是外电压 根据欧姆定律求解 解
11、析 选 C 当金属棒 ab 以 v0向左运动到图示虚线位置时产生的感应电动势为 E BLv0 而它相当于一个电源 并且其内阻为 金属棒两端电势差相当于外电路的路端电压 外电路 r 2 半个圆环的电阻为 而这两个半圆环的电阻是并联关系 故外电路总的电阻为 由欧姆定 r 2 r 4 6 律得金属棒两端电势差为 U BLv0 故 C 正确 E r 2 r 4 r 4 1 3 二 非选择题 14 分 需写出规范的解题步骤 7 如图所示 匀强磁场中有一矩形闭合线圈 abcd 线圈平面与磁场垂直 已知线圈的匝数 N 100 边长 ab 1 0m bc 0 5m 电阻 r 2 磁感应强度 B 在 0 1s
12、内从零均匀变化到 0 2T 在 1 5s 内从 0 2T 均匀变化到 0 2T 取垂直纸面向里为磁场的正方向 求 1 0 5s 时线圈内感应电动势的大小 E 和感应电流的方向 2 在 1 5s 内通过线圈的电荷量 q 3 在 0 5s 内线圈产生的焦耳热 Q 解析 1 感应电动势 E1 N 磁通量的变化量 1 B1S 解得 E1 N 代入数据得 1 t1 B1S t1 E1 10V 感应电流的方向为 a d c b a 2 同理可得 E2 N 感应电流 I2 电荷量 q I2 t2 解得 q N 代入数据得 q 10C B2S t2 E2 r B2S r 3 0 1s 内的焦耳热 Q1 r t
13、1 且 I1 1 5s 内的焦耳热 Q2 r t2 由 Q Q1 Q2 代入 I21 E1 r I22 数据得 Q 100J 答案 1 10V a d c b a 2 10C 3 100J 补偿训练 如图所示 半径为 r 的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中 磁感应强度为 B 方向垂直 于纸面向里 一根长度略大于 2r 的导线 MN 以速度 v 在圆导轨上无摩擦地自左端匀速滑动到 右端 电路的固定电阻为 R 其余电阻忽略不计 试求 1 在滑动过程中通过电阻 R 的电流的平均值 2 当导线 MN 通过圆形导轨中心时 导线 MN 所受安培力的大小 3 如果导线 MN 的电阻为 R0 当导线 MN
14、 通过圆形导轨中心时 电阻 R 两端的电压 7 解析 1 整个过程中磁通量的变化 BS B r2 所用时间为 t 代入 可得 2r v E t E B r2v 2r B rv 2 根据闭合电路欧姆定律得通过电阻 R 的电流平均值为 I E R B rv 2R 2 当导线 MN 通过圆形导轨中心时 瞬时感应电动势为 E Blv 2Brv 根据闭合电路欧姆定律 此时电路中的感应电流为I 则导线MN此时所受到的安培力 E R 2Brv R 为 F BIl 4B 2r2v R 3 根据闭合电路欧姆定律 电路中的感应电流为 I 则电阻 R 两端的电压为 E R R0 2Brv R R0 U I R 2BrvR R R0 答案 1 2 3 B rv 2R 4B 2r2v R 2BrvR R R0
