《2019秋 金版学案 物理·选修3-2(人教版)练习:第四章 4 法拉第电磁感应定律 》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019秋 金版学案 物理·选修3-2(人教版)练习:第四章 4 法拉第电磁感应定律 (11页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、A级抓基础1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加 2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中感应电动势始终为2 VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V解析:由En知恒定,n1,所以E2 V.答案:C2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出,不计空气阻力,那么金属棒内产生的感应电动势将()A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.方向不变,大小改变解析:由于导体棒中无感应电流,故棒只受重力作用,导体棒做平抛运动,水平速度v0不变,即切割磁感线的速度不变,故
2、感应电动势保持不变.答案:C3.如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()A.ca,21B.ac,21C.ac,12 D.ca,12解析:由右手定则判断可知,MN中产生的感应电流方向为NM,则通过电阻R的电流方向为ac.MN产生的感应电动势公式为EBLv,其他条件不变,E与B成正比,则得E1E212.答案:C4.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积
3、里磁通量随时间变化的规律如图所示,则OD过程中()A.线圈在O时刻感应电动势最大B.线圈在D时刻感应电动势为零C.线圈在D时刻感应电动势最大D.线圈在O至D时间内平均感应电动势为0.4 V解析:由法拉第电磁感应定律知线圈从O至D时间内的平均感应电动势E V0.4 V.由感应电动势的物理意义知,感应电动势的大小与磁通量的大小和磁通量的改变量均无必然联系,仅由磁通量的变化率决定,而任何时刻磁通量的变化率就是-t图象上该时刻切线的斜率,不难看出O点处切线斜率最大,D点处切线斜率最小,为零,故A、B、D选项正确.答案:ABD5.如图所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器
4、上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化,t0时,P、Q两板电势相等,两板间的距离远小于环的半径,经时间t,电容器P板()A.不带电 B.所带电荷量与t成正比C.带正电,电荷量是 D.带负电,电荷量是解析:磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得:ESkS,而S,经时间t电容器P板所带电荷量QEC;由楞次定律知电容器P板带负电,故D选项正确.答案:DB级提能力6.一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示),磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流
5、(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向),则能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()ABCD解析:01 s内磁感应强度均匀增大,根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定,感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值,A、B错误;4 5 s内磁感应强度恒定,穿过线圈abcd的磁通量不变化,无感应电流,D错误.答案:C7.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图所示,t0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在04 s时间内,线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为图中的(取向上为正方向)
6、() A B C D解析:根据Enn,而不变,推知在02 s内及24 s内电流恒定,选项A错误;因为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正,感应电流在02 s内为顺时针方向,所以选项B错误;由FBIL得:F与B成正比,根据左手定则判断可知,选项C正确,D错误.答案:C8.(多选)如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R,边长是L,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场.若外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,线框磁通量的变化率为,通过导体横截面的电荷量为q,(其中P-t图象
7、为抛物线)则这些量随时间变化的关系正确的是()解析:线框做匀加速运动,其速度vat,感应电动势EBLv,线框进入磁场过程中受到的安培力F安BIL,由牛顿第二定律得Fma,则Fma,故A错误;线框中的感应电流I,线框的电功率PI2Rt2,B正确;线框的位移xat2,磁通量的变化率BBBLat,C错误;电荷量qtttt2,D正确.答案:BD9.如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距为0.2 m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4 ,导轨电阻不计,导体ab的质量为0.2 g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T,且磁场区域足够大,当导体ab自由下落0.4 s时
8、,突然闭合开关S,则:(1)试说出S接通后导体ab的运动情况;(2)导体ab匀速下落的速度是多少?(g取10 m/s2)解析:(1)闭合S之前导体ab自由下落的末速度为v0gt4 m/s.S闭合瞬间,导体产生感应电动势,回路中产生感应电流,ab立即受到一个竖直向上的安培力.F安BIL0.016 Nmg0.002 N.此刻导体所受到合力的方向竖直向上,与初速度方向相反,加速度的表达式为ag,所以ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动.当速度减小至F安mg时,ab做竖直向下的匀速运动.(2)设匀速下落的速度为vm,此时F安mg,即mg,vm0.5 m/s.10.如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨
9、与水平面成37夹角放置,导轨间距为L1 m,上端接有电阻R3 ,虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放,杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触,杆下滑过程中的v-t图象如图乙所示.求:(取g10 m/s2,sin 370.6)图甲图乙(1)磁感应强度B.(2)杆在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量.解析:(1)由题图乙得a m/s25 m/s2.0.1 s前,由牛顿第二定律有mgsin fma,代入数据得f0.1 N.0.1 s后匀速运动,有mgsin fF安0.而F安BILBL.由得B T2 T.(2)
10、I A0.25 A,QRI2Rt0.25230.1 J J.11.如图所示,L10.5 m,L20.8 m,回路总电阻为R0.2 ,物块M的质量m0.04 kg,导轨光滑,开始时磁场B01 T.现使磁感应强度以0.2 T/s的变化率均匀地增大,则当t为多少时,M刚好离开地面?(g取10 m/s2) 解析:回路中原磁场方向向下,且磁通量增加,由楞次定律可以判知,感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可以判知,ab中的感应电流的方向是ab,由左手定则可知,ab所受安培力的方向水平向左,从而向上拉起重物.设ab中电流为I时M刚好离开地面,此时有FBBIL1mgIEL1L2BB0t解得:FB0.4 N,I0.4 A,B2 T,t5 s.答案:5 s