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2022年高中物理 法拉第電磁感應定律提高鞏固練習 新人教版選修4-4

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2022年高中物理 法拉第電磁感應定律提高鞏固練習 新人教版選修4-4

2022年高中物理 法拉第電磁感應定律提高鞏固練習 新人教版選修4-4【鞏固練習】 一、選擇題1穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb,則( ) A線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2 V B線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2 V C線圈中無感應電動勢 D線圈中感應電動勢保持不變2閉合回路的磁通量隨時間t變化圖象分別如圖所示,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應電動勢的下列論述,其中正確的是 ( ) A圖甲回路中感應電動勢恒定不變 B圖乙回路中感應電動勢恒定不變 C圖丙回路中0t1,時間內(nèi)感應電動勢小于t1t2時間內(nèi)感應電動勢 D圖丁回路中感應電動勢先變大后變小3在勻強磁場中,有一個接有電容器的導線回路,如圖所示,已知電容C=30F,回路的長和寬分別為=5 cm,=8 cm,磁場變化率為5×102 Ts,則( ) A電容器帶電荷量為2×109 C B電容器帶電荷量為4×109 C C電容器帶電荷量為6×109 C D電容器帶電荷量為8×109 C4粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中,磁場方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行?,F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場,如圖所示,則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是( ) 5環(huán)形線圈放在勻強磁場中,設在第1 s內(nèi)磁場方向垂直于線圈平面向里,如圖甲所示。若磁感應強度隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,那么在第2 s內(nèi),線圈中感應電流的大小和方向是( ) A大小恒定,逆時針方向 B大小恒定,順時針方向 C大小逐漸增加,順時針方向 D大小逐漸減小,逆時針方向6如圖所示,導體AB的長為2R,繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動,OB=R,且O、B、A三點在一條直線上,有一勻強磁場磁感應強度為B,充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直,則AB兩端的電勢差為( ) A B2BR2 C4BR2 D6BR27物理實驗中常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量,如圖所示,探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應強度。已知線圈匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測勻強磁場中,開始線圈平面與磁場垂直,現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180°,沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q,由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應強度為( ) A B C D8光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示。拋物線的方程為y=x2,其下半部處在一個水平方向的勻強磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示),一個質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線y=b(ba)處以速度v沿拋物線下滑,假設拋物線足夠長,則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的總的焦耳熱是( ) Amgb B Cmg(ba) D二、填空題9如圖所示,A、B兩個閉合線圈用同樣的導線制成,匝數(shù)都為10匝,半徑RA=2RB,圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應強度均勻減小的勻強磁場,則A、B線圈中產(chǎn)生的感應電動勢之比為EAEB=_,線圈中的感應電流之比為IAIB=_。10如圖所示,長為L的導線下懸一小球,在豎直向上的勻強磁場中做圓錐擺運動,圓錐的偏角為,擺球的角速度為,磁感應強度為B,則金屬導線中產(chǎn)生的感應電動勢大小為_。 三、解答題11電阻為R的矩形線框abcd,邊長ab=,ad=h,質(zhì)量為m,自某一高度自由落下,通過一勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,磁場區(qū)域的寬度為h,如圖所示,若線框恰好以恒定速度通過磁場,求線框中產(chǎn)生的焦耳熱。(不考慮空氣阻力) 12如圖所示,導體圓環(huán)半徑為a,導體棒OC可繞O點轉(zhuǎn)動,C端與環(huán)接觸良好且無摩擦,圓環(huán)的電阻不計,導體棒OC的電阻為r,定值電阻的阻值為R,現(xiàn)使OC繞O以角速度勻速轉(zhuǎn)動,求電阻R兩端的電壓和驅(qū)動OC棒轉(zhuǎn)動的外力功率。 13如圖所示,一水平面上兩根平行導軌間的距離d=0.5 m,金屬桿ab置于導軌的一端,跨在兩導軌之間,并接觸良好,它與每根導軌之間的最大靜摩擦力均為fm=0.2 N。導軌的另一端用直導線相連,形成恰似矩形的閉合回路。導軌長=0.8 m,電路中只有ab有電阻R=0.2。整個裝置置于方向向下的均勻磁場中,如果磁感應強度從B0=1 T瞬間開始,以0.2 Ts的變化率均勻地增大,求: (1)經(jīng)過多長時間,06桿將開始運動? (2)ab桿運動前,回路中產(chǎn)生的熱量是多少? (3)桿運動前,通過06桿橫截面的電荷量是多少?【答案與解析】一、選擇題1【答案】D 【解析】由題意知:,故,保持不變。2【答案】B 【解析】因,則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中,即電動勢E為0;圖乙中為恒量,即電動勢E為一恒定值;圖丙中E前E后;圖丁中圖象斜率先減后增,即回路中感應電動勢先減后增,故只有B選項正確。3【答案】C 【解析】回路中感應電動勢等于電容器兩板間的電壓,。電容器的電荷量為q=CU=CE=30×106×2×104 C=6×109C,C選項正確。4【答案】B 【解析】在四個圖中感應電動勢大小相等,線框中感應電流大小也相等。設電流為,線框每邊電阻為r,則在A、C、D項中ab邊均是電源的負載,故Uab=Ir,而在B項中ab是電源,璣。為路端電壓,外電阻為3r,即Uab=3Ir。因此答案應選B。5【答案】A 【解析】由圖乙可知,第2 s內(nèi)為定值,由知,線圈中感應電動勢為定值,所以感應電流大小恒定。第2 S內(nèi)磁場方向向外,穿過線圈的磁通量減少,由楞次定律判斷知感應電流為逆時針方向,A項正確。6【答案】C 【解析】。7【答案】A 【解析】,所以。8【答案】D 【解析】金屬塊在進入磁場或離開磁場的過程中,穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生電流,進而產(chǎn)生熱量。最后,金屬塊在高為a的曲面上往復運動。減少的機械能為。二、填空題9【答案】11 12 【解析】A、B兩環(huán)中磁通量變化率相同,線圈匝數(shù)相同,由可得EAEB=11,又因為,故RARB=21,所以IAI1=12。10【答案】 【解析】導體在磁場中轉(zhuǎn)動,導線本身與磁場不垂直,應考慮切割磁感線的有效長度。 導線的有效長度為, 據(jù)知,電動勢。三、解答題11【答案】2 mgh 【解析】從線框開始進入磁場到線框剛好離開磁場的過程中,線框勻速運動,動能不變,由能量守恒關(guān)系可知,重力勢能的減少量等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,即Q=2 mgh。12【答案】 【解析】OC產(chǎn)生的電動勢為,電路中電流,R兩端電壓,外力功率等于電路的熱功率。13【答案】(1)5 s (2)0.16 J (3)2 C 【解析】由于磁感應強度B的變化率是恒定的,所以回路中的感應電動勢和感應電流均是不變的,但由于桿ab所受安培力是隨B的增大而均勻增大的,當安培力增大到F=2fm時,ab桿將開始運動。 (1)由于磁感應強度B的變化,回路中產(chǎn)生的感應電動 勢為,回路中的電流為。 設經(jīng)過時間t,ab桿開始運動,則t時刻磁感應強度為,此時ab桿受到安培力 。 根據(jù)ab桿運動的條件可列出方程 , 代入數(shù)據(jù)可得:t=5 s。 (2)在t=5 s內(nèi)回路產(chǎn)生的熱量為。 (3)在t=5 s內(nèi)通過ab桿的電荷量為 。

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