2019-2020年高中物理 4.4《法拉第電磁感應(yīng)定律》課時作業(yè) 新人教版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 4.4法拉第電磁感應(yīng)定律課時作業(yè) 新人教版選修3-2基礎(chǔ)達標(biāo)1下列說法正確的是()A線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D線圈中磁通量變化的越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知D正確【答案】D2一根直導(dǎo)線長0.1 m，在磁感應(yīng)強度為0.1 T的勻強磁場中以10 m/s的速度勻速運動，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢描述錯誤的是()A一定為0.1 V B可能為零C可能為0.01 V D最大值為0.1 V【解析】當(dāng)公式EBLvsin中B，l，v互相垂直時，導(dǎo)體切割磁感線運動的感應(yīng)電動勢最大，EmBLv0.10.110 V0.1 V，考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系，所以描述錯誤的只有A.【答案】A3.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強時，線框中a、b兩點電勢差是()AUab0.1 V BUab0.1 VCUab0.2 V DUab0.2 V【解析】題中正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而在線框中有感應(yīng)電流，把左半部分線框看成電源，其電動勢為E，內(nèi)電阻為，畫出等效電路如圖所示，則ab兩點間的電勢差即為電源的路端電壓，設(shè)l是邊長，且依題意知10 T/s. 由E得E10V0.2 V|Uab|IV0.1 V由于a點電勢低于b點電勢，故Uab0.1 V，即B選項正確【答案】B4.如圖所示，閉合開關(guān)S，將條形磁鐵兩次插入閉合線圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且兩次的起始和終止位置相同，則()A第一次磁通量變化較大B第一次G的最大偏角較大C第一次經(jīng)過G的總電荷量較多D若開關(guān)S斷開，G不偏轉(zhuǎn)，故兩次均無感應(yīng)電動勢【解析】由于兩次插入過程條形磁鐵的起始位置和終止位置相同，因此磁通量的變化量相同，故選項A錯誤；根據(jù)En可知，第一次磁通量的變化率較大，感應(yīng)電動勢較大，而閉合電路的總電阻相同，故第一次G的最大偏轉(zhuǎn)角度較大，選項B正確；通過G的電荷量qtt，即兩次通過G的電荷量相等，選項C錯誤，若S斷開，電路中無電流，但仍存在感應(yīng)電動勢，選項D錯誤【答案】B5.如圖所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一個圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強度以BB0kt(k>0)隨時間變化，t0時，P、Q兩板電勢相等，兩板間的距離遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t，電容器P板()A不帶電B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是D帶負電，電荷量是【解析】磁感應(yīng)強度以BB0kt(k>0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得ESkS，而S，經(jīng)時間t電容器極板P所帶電荷量QECC，由楞次定律可知，P板帶負電，故選項D正確【答案】D6.如圖所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進入以MN為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面，邊界MN與線框的邊成45角，E、F分別為PS和PQ的中點關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，正確的說法是()A當(dāng)E點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大B當(dāng)P點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大C當(dāng)F點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大D當(dāng)Q點經(jīng)過邊界MN時，線框中感應(yīng)電流最大【解析】當(dāng)P點開始進磁場時，R點也開始進磁場，這是因為PR連線與MN平行，這時切割磁感線的有效長度為最大，等于RS.所以，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，電流也最大，選項B正確【答案】B7.一個電阻是R，半徑為r的單匝線圈放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，如圖所示，若以線圈的直徑為軸旋轉(zhuǎn)180，則在此過程中，導(dǎo)線橫截面上通過的電荷量為()A0 B.C. D.【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律知，此過程中的平均感應(yīng)電動勢，平均電流，故導(dǎo)線截面上通過的電荷量qt.【答案】C8.如圖所示，導(dǎo)體AB的長為2R，繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動，OB為R，且OBA三點在一條直線上，有一勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差為()A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2【解析】設(shè)經(jīng)過t，磁通量的變化量BSB(3R)2BR24BtR2.由法拉第電磁感應(yīng)定律，得UAB4BR2.【答案】C9.如圖所示，在寬為0.5 m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個有效電阻為r0.6 的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻R14 、R26 ，其他電阻不計整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，如圖所示，磁感應(yīng)強度B0.1 T當(dāng)直導(dǎo)體棒在導(dǎo)體上以v6 m/s的速度向右運動時，求：直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過電阻R1和R2的電流大小【解析】本題可由法拉第電磁感應(yīng)定律直接求感應(yīng)電動勢，然后根據(jù)等效電路，由歐姆定律計算電流大小由題意可畫出如右圖所示的電路圖，則感應(yīng)電動勢EBlv0.10.56 V0.3 VUabV0.24 V，I1 A0.06 AI2 A0.04 A.【答案】0.24 V0.06 A0.04 A能力提升1.一正方形閉合導(dǎo)線框abcd邊長L0.1 m，各邊電阻均為1 ，bc邊位于x軸上，在x軸原點O右方有寬L0.1 m、磁感應(yīng)強度為1 T、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，如圖所示在線框以恒定速度4 m/s沿x軸正方向穿越磁場區(qū)域的過程中，如圖所示的各圖中，能正確表示線框從進入到穿出磁場過程中，ab邊兩端電勢差Uab隨位置變化情況的是()【解析】當(dāng)ab邊進入磁場時，ab為電源，Uab為路端電壓，UabBLv0.3 V；當(dāng)ab邊出磁場時，dc為電源，UabBLv0.1 V，且方向相同，故B項正確【答案】B2如圖所示，在下列情況下電流計G中有電流通過的是(B為勻強磁場)()AMN向左勻速運動的過程中BMN向左加速運動的過程中CMN向右勻速運動的過程中DMN向右加速運動的過程中【解析】電流計中如果有電流，線圈a中應(yīng)有變化的磁場，線圈a中的磁場由線圈b中的電流產(chǎn)生，則線圈b中電流一定是變化的，線圈b中的電流是MN切割磁感線運動產(chǎn)生，則MN必定做變速運動，所以選項B、D正確【答案】BD3在圖中，EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻不計，R為電阻，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導(dǎo)體橫桿有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB()A勻速滑動時，I10，I20B勻速滑動時，I10，I20C加速滑動時，I10，I20D加速滑動時，I10，I20【解析】導(dǎo)體棒水平運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，對整個電路，可把AB棒看做電源，等效電路如下圖所示當(dāng)棒勻速滑動時，電動勢E不變，故I10，I20.當(dāng)棒加速運動時，電動勢E不斷變大，電容器不斷充電，故I10，I20.【答案】D4.穿過某閉合線圈的磁通量，隨時間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化t1時刻磁通量1最大，t3時刻磁通量30，時間t1t2t1和t2t3t2相等，在t1和t2時間內(nèi)閉合線圈中感應(yīng)電動勢的平均值分別為和，在t2時刻感應(yīng)電動勢的瞬時值為e，則()A.> B.<C.>e> D.>e>【解析】仔細研究圖，看兩個直角三角形：平行于縱軸(軸)的直角邊，相當(dāng)于磁通量的改變量；平行于橫軸(t軸)的直角邊，為對應(yīng)的物理過程所經(jīng)歷的時間；斜邊的斜率，即/t，為相應(yīng)時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值，圖非常直觀地顯示>.某時刻感應(yīng)電動勢的瞬時值與t圖象在該時刻切線的斜率對應(yīng)t2時刻t圖線的切線已畫在圖上，不難看出>e>.【答案】BD5.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變BCD段直線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值EBavD感應(yīng)電動勢平均值Bav【解析】在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向不變，A正確根據(jù)左手定則可以判斷，CD段受安培力向下，B不正確當(dāng)半圓閉合回路進入磁場一半時，等效長度最大為a，這時感應(yīng)電動勢最大為EBav，C正確感應(yīng)電動勢平均值Bav，D正確【答案】ACD6如圖所示，矩形線圈在0.01 s內(nèi)由原始位置轉(zhuǎn)落至位置.已知ad5102 m，ab20102 m，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2 T，R1R31 ，R2R43 .求：(1)平均感應(yīng)電動勢；(2)轉(zhuǎn)落時，通過各電阻的平均電流(線圈的電阻忽略不計)【解析】線圈由位置轉(zhuǎn)落至位置的過程中，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，即產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，視這一線圈為一等效電源，線圈內(nèi)部為內(nèi)電路，線圈外部為外電路，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求解(1)設(shè)線圈在位置時，穿過它的磁通量為1，線圈在位置時，穿過它的磁通量為2，有1BScos601102 Wb，2BS2102 Wb，所以211102 Wb.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E1 V.(2)將具有感應(yīng)電動勢的線圈等效為電源，其外電路的總電阻R2 .根據(jù)閉合電路歐姆定律得總電流I A0.5 A.通過各電阻的電流II0.25 A.【答案】(1)1 V(2)0.25 A