《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（粤教版）练习：第一章 第五节 电磁感应规律的应用 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（粤教版）练习：第一章 第五节 电磁感应规律的应用 Word版含解析.pdf（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、A 级 抓基础级 抓基础 1穿过闭合回路的磁通量穿过闭合回路的磁通量 随时间随时间 t 变化的图象分别如图所 示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是 变化的图象分别如图所 示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是( ) A图中回路产生的感应电动势恒定不变图中回路产生的感应电动势恒定不变 B图中回路产生的感应电动势一直在变大图中回路产生的感应电动势一直在变大 C图中回路图中回路 0t1时间内产生的感应电动势小于在时间内产生的感应电动势小于在 t1t2时间 内产生的感应电动势 时间 内产生的感应电动势 D图中回路产生的感应电动势先变小后变大图中回路产生的感应电动势先变小后变大 解
2、析：解析：根据法拉第电磁感应定律，我们知道感应电动势与磁通量 的变化率成正比，即 根据法拉第电磁感应定律，我们知道感应电动势与磁通量 的变化率成正比，即 En，结合数学知识我们知道：穿过闭合回，结合数学知识我们知道：穿过闭合回 t 路的磁通量路的磁通量随时间随时间t变化的图象的斜率为变化的图象的斜率为k.题图中磁通量题图中磁通量 t 不变，无感应电动势，故不变，无感应电动势，故 A 错误；题图中磁通量错误；题图中磁通量 随时间随时间 t 均匀增 大，图象的斜率 均匀增 大，图象的斜率 k 不变，也就是说产生的感应电动势不变，故不变，也就是说产生的感应电动势不变，故 B 错误 ； 题图中回路在
3、错误 ； 题图中回路在0t1时间内磁通量时间内磁通量随时间随时间t变化的图象的斜率为变化的图象的斜率为k1， 在 ， 在 tlt2时间内磁通量随时间时间内磁通量随时间 t 变化的图象的斜率为变化的图象的斜率为 k2， 从图象可知 ：， 从图象可知 ： k1大于大于k2的绝对值 所以在的绝对值 所以在0t1时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势大于在tlt2 时间内产生的感应电动势，故时间内产生的感应电动势，故 C 错误；题图中磁通量错误；题图中磁通量 随时间随时间 t 变 化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故 变 化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变
4、小后变大，故 D 正确正确 答案：答案：D 2. 如图所示，在匀强磁场中，如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ 是两根平行的金属导轨，是两根平行的金属导轨， 而而 ab、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右 运动时，正确的有 为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右 运动时，正确的有( ) A电压表有读数，电流表有读数电压表有读数，电流表有读数 B电压表无读数，电流表有读数电压表无读数，电流表有读数 C电压表无读数，电流表无读数电压表无读数，电流表无读数 D电压表有读数，电流表无读数电压表有读数，电流表无读数 解析：解析：当两棒以相同的速度向右匀速运动时，回路的
5、磁通量不变， 没有感应电流产生，电流表没有读数电压表是由电流表改装而成的， 其核心是电流表，有电流通过电压表时，电压表即有示数，没有电流 通过电压表时，指针不偏转，电压表就没有读数故 当两棒以相同的速度向右匀速运动时，回路的磁通量不变， 没有感应电流产生，电流表没有读数电压表是由电流表改装而成的， 其核心是电流表，有电流通过电压表时，电压表即有示数，没有电流 通过电压表时，指针不偏转，电压表就没有读数故 C 正确正确 答案：答案：C 3如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平 方向的匀强磁场区 如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平 方向的匀强磁场区(磁场方向与线
6、圈平面垂直磁场方向与线圈平面垂直)， 线圈的一个边始终与磁 场区的边界平行，且保持竖直的状态不变在下落过程中，当线圈先 后经过位置、时，其加速度的大小分别为 ， 线圈的一个边始终与磁 场区的边界平行，且保持竖直的状态不变在下落过程中，当线圈先 后经过位置、时，其加速度的大小分别为 a1、a2、a3.下列关 系正确的是 下列关 系正确的是( ) Aa1g，a3g 解析：解析：当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据 楞次定律可知此时的感应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动， 当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据 楞次定律可知此时的感应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动
7、， 即线圈受到向上的安培力，此过程中有即线圈受到向上的安培力，此过程中有 mgFma，所以，所以 a1g； 当线 圈完全进入磁场后，磁通量不变，此过程中无感应电流产生，即线圈 只受重力作用， 故 ； 当线 圈完全进入磁场后，磁通量不变，此过程中无感应电流产生，即线圈 只受重力作用， 故 a2g； 当线圈穿出磁场过程中， 根据楞次定律可知， 产生的磁场要阻碍线圈离开磁场，即产生向上的安培力，所以此时有 ； 当线圈穿出磁场过程中， 根据楞次定律可知， 产生的磁场要阻碍线圈离开磁场，即产生向上的安培力，所以此时有 mgFma，即，即 a3g，C 正确正确 答案：答案：C 4. (多选多选)如图所示，
8、 匀强磁场的方向垂直于电路所在平面， 导体棒如图所示， 匀强磁场的方向垂直于电路所在平面， 导体棒 ab 与电路接触良好当导体棒与电路接触良好当导体棒 ab 在外力在外力 F 作用下从左向右做匀加速 直线运动时， 若不计摩擦和导线的电阻， 整个过程中， 灯泡 作用下从左向右做匀加速 直线运动时， 若不计摩擦和导线的电阻， 整个过程中， 灯泡 L 未被烧毁， 电容器 未被烧毁， 电容器 C 未被击穿，则该过程中未被击穿，则该过程中( ) A感应电动势将变大感应电动势将变大 B灯泡灯泡 L 的亮度变大的亮度变大 C电容器电容器 C 的上极板带负电的上极板带负电 D电容器两极板间的电场强度将减小电容
9、器两极板间的电场强度将减小 解析：解析：根据根据 EBLv 知，知，v 增大，感应电动势变大故增大，感应电动势变大故 A 正确； 电动势增大，通过灯泡的电流增大，则灯泡的亮度变大故 正确； 电动势增大，通过灯泡的电流增大，则灯泡的亮度变大故 B 正确； 根据右手定则，通过 正确； 根据右手定则，通过 ab 棒电流的方向棒电流的方向 b 到到 a，知电容器的上级板带正 电故 ，知电容器的上级板带正 电故 C 错误；因为电容器与灯泡并联，电压增大，则电场强度增 大故 错误；因为电容器与灯泡并联，电压增大，则电场强度增 大故 D 错误错误 答案：答案：AB 5.如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之
10、间接有定值电阻如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻 R， 金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好，金属棒与导轨的电阻均不 ， 金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好，金属棒与导轨的电阻均不 计，整个装置放在与导轨平面垂直的匀强磁场中，金属棒在竖直向上 的恒力 计，整个装置放在与导轨平面垂直的匀强磁场中，金属棒在竖直向上 的恒力 F 作用下加速上升，此过程中力作用下加速上升，此过程中力 F 做的功与安培力做的功的代 数和等于 做的功与安培力做的功的代 数和等于( ) A棒的机械能增加量棒的机械能增加量 B棒的动能增加量棒的动能增加量 C棒的重力势能增加量棒的重力势能增加量 D电阻电阻
11、 R 上放出的热量上放出的热量 解析 ：解析 ： 金属棒受到重力、安培力、恒力金属棒受到重力、安培力、恒力 F 的作用，安培力和恒力的作用，安培力和恒力 F 做功的代数和做功的代数和(安培力做负功安培力做负功)等于金属棒的机械能的增加量， 故等于金属棒的机械能的增加量， 故A正确 ； 金属棒加速上升过程中，根据动能定理，金属棒的动能增加量等于金 属棒受到的重力、安培力、恒力 正确 ； 金属棒加速上升过程中，根据动能定理，金属棒的动能增加量等于金 属棒受到的重力、安培力、恒力 F 的合力做的功，故的合力做的功，故 B 错误；金属棒 加速上升过程中，金属棒的重力做负功，金属棒的重力势能增加，金 属
12、棒克服重力做的功就等于金属棒重力势能的增加量，故 错误；金属棒 加速上升过程中，金属棒的重力做负功，金属棒的重力势能增加，金 属棒克服重力做的功就等于金属棒重力势能的增加量，故 C 错误；导 轨克服安培力做的功等于电阻 错误；导 轨克服安培力做的功等于电阻 R 上放出的热量，故上放出的热量，故 D 错误错误 答案：答案：A B 级 提能力级 提能力 6一架直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直 向上， 磁感应强度为 一架直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直 向上， 磁感应强度为 B.直升机螺旋桨叶片的长度为直升机螺旋桨叶片的长度为 l， 螺旋桨转动的频 率为 ， 螺旋
13、桨转动的频 率为 f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋 桨叶片的近轴端为 ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋 桨叶片的近轴端为 a，远轴端为，远轴端为 b，如图所示如果忽略，如图所示如果忽略 a 到转轴中心 线的距离，用 到转轴中心 线的距离，用 E 表示每个叶片中的感应电动势，则表示每个叶片中的感应电动势，则( ) AEfl2B，且，且 a 点电势低于点电势低于 b 点电势点电势 BE2fl2B，且，且 a 点电势低于点电势低于 b 点电势点电势 CEfl2B，且，且 a 点电势高于点电势高于 b 点电势点电势 DE2fl2B，且，且 a 点电势高于点
14、电势高于 b 点电势点电势 解析 ：解析 ： 每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a 点电势低于点电势低于 b 点 电势 又 点 电势 又vl2fl， 所以电动势为， 所以电动势为E Bl2 Bl22ffl2B.故故A 1 2 1 2 正确，正确，B、C、D 错误错误 答案：答案：A 7.(多选多选)如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相 连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路在外力 如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相 连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路在外力 F 作用下，回路上方 的条形磁铁竖直向上做匀速运动在匀速运动过程中外力 作
15、用下，回路上方 的条形磁铁竖直向上做匀速运动在匀速运动过程中外力 F 做功做功 WF， 磁场力对导体棒做功 ， 磁场力对导体棒做功 W1，磁铁克服磁场力做功，磁铁克服磁场力做功 W2，重力对磁铁做功，重力对磁铁做功 WG，回路中产生的焦耳热为，回路中产生的焦耳热为 Q，导体棒获得的动能为，导体棒获得的动能为 Ek.则下列选项 正确的是 则下列选项 正确的是( ) AWFWGEkQ BW2W1Q CW1Ek DW1Q 解析：解析：分别选磁铁和导体棒为研究对象，根据动能定理列方程， 对系统根据能量守恒知 分别选磁铁和导体棒为研究对象，根据动能定理列方程， 对系统根据能量守恒知 W2W1Q. 根据题
16、意，由动能定理知：导体棒根据题意，由动能定理知：导体棒 W1Ek， 根据能量守恒知根据能量守恒知 W2W1Q， 对磁铁有对磁铁有 WFWGW20， 由得由得 WFWGEkQ，故，故 A、B、C 正确，正确，D 错误错误 答案：答案：ABC 8在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆 线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强 度 线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强 度 B 随时间随时间 t 如图乙变化时，下图中能正确表示线圈中感应电动势如图乙变化时，下图中能正确表示线圈中感应电动势
17、E 变化的是变化的是( ) 解析：解析：第第 1 s 内，由楞次定律可判定电流为正，其产生的感应电动 势 内，由楞次定律可判定电流为正，其产生的感应电动 势 E1S，在第，在第 2 s 和第和第 3 s 内，磁场内，磁场 B 不变化，线圈中无感不变化，线圈中无感 1 t1 B1 t1 应电流， 在第应电流， 在第 4 s 和第和第 5 s 内，内， B 减小， 由楞次定律可判定， 其电流为负， 产生的感应电动势 减小， 由楞次定律可判定， 其电流为负， 产生的感应电动势 E2S， 由于， 由于 B1B2， t22t1， 故， 故 E1 2 t2 B2 t2 2E2，由此可知，选项，由此可知，选
18、项 A 正确正确 答案：答案：A 9如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为 a，总电阻为，总电阻为 R， 磁感应强度为 ， 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平面与环的最高点的匀强磁场垂直穿过环平面与环的最高点 A 铰链连 接的长度为 铰链连 接的长度为 2a、 电阻为 的导体棒、 电阻为 的导体棒 AB 由水平位置紧贴环面摆下， 当摆由水平位置紧贴环面摆下， 当摆 R 2 到竖直位置时，到竖直位置时，B 点的线速度为点的线速度为 v，则此时，则此时 AB 两端的电压大小为两端的电压大小为 ( ) A. B. Bav 3 Bav 6 C. DBav 2
19、Bav 3 解析：解析：当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为 E2Bav2BaBav；AB 两端的电压是路端电压，根据欧两端的电压是路端电压，根据欧 0v 2 姆定律得：姆定律得：AB 两端的电压大小为两端的电压大小为 UE，故，故 A 项正确项正确 1 2 1 2R 1 4R 1 2R Bav 3 答案：答案：A 10如图所示的两光滑金属导轨，间距如图所示的两光滑金属导轨，间距 d0.2 m，在桌面上的部 分是水平的，处在磁感应强度 ，在桌面上的部 分是水平的，处在磁感应强度 B0.1 T、方向竖直向下的有界磁场中， 电阻 、方向竖直向下的有界
20、磁场中， 电阻 R3 ， 桌面高， 桌面高 H0.8 m， 金属杆， 金属杆 ab 质量质量 m0.2 kg， 电阻， 电阻 r1 ，在导轨上距桌面，在导轨上距桌面 h0.2 m 的高处由静止释放，落地点距桌面左边 缘的水平距离 的高处由静止释放，落地点距桌面左边 缘的水平距离 s0.4 m，g 取取 10 m/s2.求：求： (1)金属杆刚进入磁场时，金属杆刚进入磁场时，R 上的电流大小；上的电流大小； (2)整个过程中整个过程中 R 上放出的热量上放出的热量 解析：解析：(1)金属棒由静止下滑过程中，只有重力做功，金属棒机械金属棒由静止下滑过程中，只有重力做功，金属棒机械 能守恒，则有能守
21、恒，则有 mgh mv ， 1 2 2 1 由法拉第电磁感应定律，可得由法拉第电磁感应定律，可得 EBdv1， 由闭合电路欧姆定律，可得由闭合电路欧姆定律，可得 I0.01 A. E Rr (2)金属棒离开桌面后， 做平抛运动， 在竖直方向做自由落体运动， 则有 金属棒离开桌面后， 做平抛运动， 在竖直方向做自由落体运动， 则有 H gt2， 1 2 水平方向做匀速直线运动，则有水平方向做匀速直线运动，则有 sv2t， 金属棒在整个过程中，由动能定理，可得金属棒在整个过程中，由动能定理，可得 Q mv mv 0.3 J， 1 2 2 1 1 2 2 2 所以所以 QRQ0.225 J. R R
22、r 答案：答案：(1)0.01 A (2)0.225 J 11 在如图甲所示的电路中， 螺线管匝数 在如图甲所示的电路中， 螺线管匝数 n1 500 匝， 横截面积匝， 横截面积 S 20 cm2，螺线管导线电阻，螺线管导线电阻 r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段时间内， 穿过螺线管的磁场的磁感应强度在一段时间内， 穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的 规律变化求： 按如图乙所示的 规律变化求： (1)螺线管中产生的感应电动势；螺线管中产生的感应电动势； (2)闭合闭合 S，电路中的电流稳定后，此时全电路电流的方向，电路中的电流稳定后，此时全电路电流的方向(
23、顺时针 还是逆时针 顺时针 还是逆时针)； (3)闭合闭合 S，电路中的电流稳定后，电阻，电路中的电流稳定后，电阻 R1的电功率；的电功率； (4)闭合闭合 S，电路中的电流稳定后，电容器的电量，电路中的电流稳定后，电容器的电量 解析：解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，得根据法拉第电磁感应定律，得 EnnS，得，得 E1.2 V. t B t (2)逆时针逆时针 (3)根据欧姆定律根据欧姆定律 I0.12 A， E R1R2r 根据根据 PI2R1，求得，求得 P5.7610 2 W. (4)S 闭合后，电容器两端的电压闭合后，电容器两端的电压 UIR20.6 V， 经过经过 R2的电量的电
24、量 QCU1.810 5 C. 答案：答案：(1)1.2 V (2)逆时针 逆时针 (3)5.7610 2 W (4)1.810 5 C 12. 如图所示，线框由裸导线组成，如图所示，线框由裸导线组成，cd、ef 两边竖直放置且相互平 行，裸导体 两边竖直放置且相互平 行，裸导体 ab 水平放置并可沿水平放置并可沿 cd、ef 无摩擦滑动，在螺线管内有图示 方向磁场 无摩擦滑动，在螺线管内有图示 方向磁场 B1， 若， 若10 T/s 均匀增加， 而均匀增加， 而 ab 所在处为匀强磁场所在处为匀强磁场 B22 B1 t T，螺线管匝数，螺线管匝数 n4，螺线管横截面积，螺线管横截面积 S0.
25、1 m2.导体棒导体棒 ab 质量质量 m 0.02 kg，长，长 L0.1 m，整个电路总电阻，整个电路总电阻 R5 ，试求，试求(g 取取 10 m/s2)： (1)ab 下落时的最大加速度；下落时的最大加速度； (2)ab 下落时能达到的最大速度下落时能达到的最大速度 解析：解析：(1)螺线管产生的感应电动势螺线管产生的感应电动势 E1nS4100.1 V4 V， B1 t 由闭合电路欧姆定律，得由闭合电路欧姆定律，得 I1 A0.8 A， E1 R 4 5 故安培力故安培力 F1B2I1L20.80.1 N0.16 N， ab 下落时的最大加速度下落时的最大加速度 a2 m/s2. mgF1 m (2)由受力分析，则有由受力分析，则有 F2mgF1(0.02100.16)N0.04 N， 切割磁力线所产生的电动势为切割磁力线所产生的电动势为 E2B2Lv， 由闭合电路欧姆定律，得由闭合电路欧姆定律，得 I2， E2 R 得安培力得安培力 F2B2I2L， 则有则有 v5 m/s. RF2 BL2 答案：答案：(1)2 m/s2 (2)5 m/s