《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 Word版含解析.pdf》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 Word版含解析.pdf（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、A 级 抓基础级 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 （ ） ，则 （ ） A.线圈中感应电动势每秒增加线圈中感应电动势每秒增加 2 V B.线圈中感应电动势每秒减少线圈中感应电动势每秒减少 2 V C.线圈中感应电动势始终为线圈中感应电动势始终为 2 V D.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 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：解析：由由 En知恒定，知恒定，n1，所以，所以 E2 V. t t 答案：答案：C 2.如图所示， 在竖直
2、向下的匀强磁场中， 将一水平放置的金属棒如图所示， 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（ ） 抛出，不计空气阻力，那么金属棒内产生的感应电动势 将（ ） A.越来越大越来越大 B.越来越小越来越小 C.保持不变保持不变 D.方向不变，大小改变方向不变，大小改变 解析：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 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，故感应电动 势保持不变 不变，即切割磁感线的速度不
3、变，故感应电动 势保持不变. 答案：答案：C 3.如图，在磁感应强度为如图，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金 属杆属杆 MN 在平行金属导轨上以速度在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动，向右匀速滑动，MN 中产生的感 应电动势为 中产生的感 应电动势为 E1； 若磁感应强度增为； 若磁感应强度增为 2B，其他条件不变，其他条件不变，MN 中产生的 感应电动势变为 中产生的 感应电动势变为 E2.则通过电阻则通过电阻 R 的电流方向及的电流方向及 E1与与 E2之比之比 E1E2 分别为（ ）分别为（ ） A.ca，21 B.ac，21
4、C.ac，12 D.ca，12 解析 ：解析 ： 由右手定则判断可知，由右手定则判断可知， MN 中产生的感应电流方向为中产生的感应电流方向为 NM， 则通过电阻 ， 则通过电阻 R 的电流方向为的电流方向为 ac.MN 产生的感应电动势公式为产生的感应电动势公式为 E BLv，其他条件不变，其他条件不变，E 与与 B 成正比，则得成正比，则得 E1E212. 答案：答案：C 4.（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，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则 （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，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所
5、示，则 OD 过程中（ ）过程中（ ） A.线圈在线圈在 O 时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 B.线圈在线圈在 D 时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零 C.线圈在线圈在 D 时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大 D.线圈在线圈在 O 至至 D 时间内平均感应电动势为时间内平均感应电动势为 0.4 V 解析：解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从由法拉第电磁感应定律知线圈从 O 至至 D 时间内的平均感应 电动势 时间内的平均感应 电动势 E V0.4 V. t 2 10 3 0.01 2 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由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁
6、通量的大小 和磁通量的改变量和磁通量的改变量 均无必然联系， 仅由磁通量的变化率决定，均无必然联系， 仅由磁通量的变化率决定， t 而任何时刻磁通量的变化率就是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，不图象上该时刻切线的斜率，不 t 难看出难看出 O 点处切线斜率最大，点处切线斜率最大， D 点处切线斜率最小， 为零， 故点处切线斜率最小， 为零， 故 A、 B、 D 选项正确选项正确. 答案：答案：ABD 5.如图所示，长为如图所示，长为 L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电 容为 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电 容为 C 的平行板电容器上，的平行板电容器上
7、，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 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，）随时间变化，t0 时，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，电容器 P 板 （ ） 板 （ ） A.不带电不带电 B.所带电荷量与所带电荷量与 t 成正比成正比 C.带正电，电荷量是带正电，电荷量是 D.带负电，电荷量是带负电，电荷量是 kL2C 4 kL2C 4 解析：解析：磁感应强度以磁感应强度以 BB0kt（k0）随时间变化，由法拉第电 磁感应定律得 ：
8、 ）随时间变化，由法拉第电 磁感应定律得 ： ESkS，而，而 S，经时间，经时间 t 电容器电容器 P 板所板所 t B t L2 4 带电荷量带电荷量 QEC； 由楞次定律知电容器； 由楞次定律知电容器 P 板带负电， 故板带负电， 故 D 选项选项 kL2C 4 正确正确. 答案：答案：D B 级 提能力级 提能力 6.一矩形线圈一矩形线圈 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 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 随时间随时间 t 变化的 规律如图乙所示 变化的 规
9、律如图乙所示.以以 I 表示线圈中的感应电流（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 表示线圈中的感应电流（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 随时间随时间 t 变化规律的是 （ ） 变化规律的是 （ ） A B C D 解析：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， 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；错误；4 5 s 内磁感应强度恒定，穿过线圈内磁感应强度恒定，穿过线
10、圈 abcd 的磁通量不变化， 无感应电流， 的磁通量不变化， 无感应电流，D 错误错误. 答案：答案：C 7.矩形导线框矩形导线框 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 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，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 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，线框中的感应电流时间内，线框中的感应电流 I 以及线框的以及线框的 ab 边所受安培力边所受安培力
11、 F 随 时间变化的图象为图中的（取向上为正方向） （ ） 随 时间变化的图象为图中的（取向上为正方向） （ ） A B C D 解析 ：解析 ： 根据根据 Enn， 而不变， 推知在， 而不变， 推知在 02 s 内及内及 24 s t SB t B t 内电流恒定，选项内电流恒定，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 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， 所以选项内为顺时针方向， 所以选项 B 错误 ； 由错误 ； 由 FBIL 得：得：F 与与 B 成正比，根据左手定则判断可知，选项成正比，根据左手
12、定则判断可知，选项 C 正确，正确，D 错误错误. 答案：答案：C 8.（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 （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，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 ，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，进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场时刻线框全部进入磁场.若外力大小为若外力大小为 F，线 框中电功率的瞬时值为 ，线 框中电功率
13、的瞬时值为 P，线框磁通量的变化率为，通过导体横截，线框磁通量的变化率为，通过导体横截 t 面的电荷量为面的电荷量为 q， （其中， （其中 P-t 图象为抛物线）则这些量随时间变化的关 系正确的是（ ） 图象为抛物线）则这些量随时间变化的关 系正确的是（ ） 解析：解析：线框做匀加速运动，其速度线框做匀加速运动，其速度 vat，感应电动势，感应电动势 EBLv， 线框进入磁场过程中受到的安培力 ， 线框进入磁场过程中受到的安培力 F安 安 BIL， 由牛顿， 由牛顿 B2L2v R B2L2at R 第二定律得第二定律得 Fma，则，则 Fma，故，故 A 错误；线框中错误；线框中 B2L2
14、at R B2L2at R 的感应电流的感应电流 I ，线框的电功率 ，线框的电功率 PI2Rt2，B 正确 ；正确 ； E R BLat R （BLa）2 R 线框的位移线框的位移x at2，磁通量的变化率，磁通量的变化率BB BLat，C 1 2 t S t L 1 2at 2 t 1 2 错误 ； 电荷量错误 ； 电荷量 qttt I E R t R R BLx R BL 1 2at 2 R BLa 2R t2，D 正确正确. 答案：答案：BD 9.如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为 0.2 m，金 属导体 ，金 属导体 ab 可
15、在导轨上无摩擦地上下滑动，可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab 的电阻为的电阻为 0.4 ，导轨电 阻不计， 导体 ，导轨电 阻不计， 导体 ab 的质量为的质量为 0.2 g， 垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强 度为 ， 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，且磁场区域足够大，当导体 ab 自由下落自由下落 0.4 s 时，突然闭 合开关 时，突然闭 合开关 S，则：，则： （1）试说出）试说出 S 接通后导体接通后导体 ab 的运动情况；的运动情况； （2）导体）导体 ab 匀速下落的速度是多少？（匀速下落的速度是多少？（g 取取 10 m/s2） 解析
16、：解析：（1）闭合）闭合 S 之前导体之前导体 ab 自由下落的末速度为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，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 立 即受到一个竖直向上的安培力. F安 安 BIL0.016 Nmg0.002 N. B2L2v0 R 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 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， F安 安 mg m B2L2v mR 所以所以 ab 做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运
17、动做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动.当速度减小至当速度减小至 F安 安 mg 时，时，ab 做竖直向下的匀速运动做竖直向下的匀速运动. （2）设匀速下落的速度为）设匀速下落的速度为 vm， 此时此时 F安 安 mg，即，即mg，vm0.5 m/s. B2L2vm R mgR B2L2 10.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成 37夹角放 置，导轨间距为 夹角放 置，导轨间距为 L1 m，上端接有电阻，上端接有电阻 R3 ，虚线，虚线 OO下方是垂 直于导轨平面的匀强磁场 下方是垂 直于导轨平面的匀强磁场.现将质量现将质量m0.1 kg、
18、 电阻、 电阻r1 的金属杆的金属杆ab 从从 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 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 图象如图乙所示图象如图乙所示.求 ： （取求 ： （取 g10 m/s2，sin 370.6） 图甲 图乙图甲 图乙 （1）磁感应强度）磁感应强度 B. （2）杆在磁场中下滑）杆在磁场中下滑 0.1 s 过程中电阻过程中电阻 R 产生的热量产生的热量. 解析：解析：（1）由题图乙得）由题图乙得 a m/s25 m/s2. v t 0.5 0.1 0.1 s 前，
19、由牛顿第二定律有前，由牛顿第二定律有 mgsin fma， 代入数据得代入数据得 f0.1 N. 0.1 s 后匀速运动，有后匀速运动，有 mgsin fF安 安 0. 而而 F安 安 BILBL. BLv Rr B2L2v Rr 由得由得 B （mgsin f）（Rr） L2v T （0.60.1） （31） 12 0.5 2 T. （2）I A0.25 A， BLv Rr 2 1 0.5 31 QRI2Rt0.25230.1 J J. 3 160 11.如图所示，如图所示，L10.5 m，L20.8 m，回路总电阻为，回路总电阻为 R0.2 ， 物块 ， 物块 M 的质量的质量 m0.04
20、 kg，导轨光滑，开始时磁场，导轨光滑，开始时磁场 B01 T.现使磁感 应强度以 现使磁感 应强度以0.2 T/s 的变化率均匀地增大，则当的变化率均匀地增大，则当 t 为多少时，为多少时，M 刚好刚好 B t 离开地面？（离开地面？（g 取取 10 m/s2） 解析：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， 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 中的感 应电流的方向是 ab，由左手定则可知，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 所受安培力的方向水平向 左，从而向上拉起重物. 设设 ab 中电流为中电流为 I 时时 M 刚好离开地面，此时有刚好离开地面，此时有 FBBIL1mg IE R EL1L2 t B t BB0t B t 解得：解得：FB0.4 N，I0.4 A，B2 T，t5 s. 答案：答案：5 s