《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（粤教版）练习：第一章 第四节 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（粤教版）练习：第一章 第四节 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在磁感应强度为在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，让长为的匀强磁场中，让长为 0.2 m 的导线垂 直于磁场方向做切割磁感线运动，运动方向与导线垂直，产生的感应 电动势为 的导线垂 直于磁场方向做切割磁感线运动，运动方向与导线垂直，产生的感应 电动势为 0.5 V，则导线切割磁感线的速度为，则导线切割磁感线的速度为( ) A0.5 m/s B5 m/s C0.05 m/s D2.5 m/s 解析：解析：由由 EBLv 可知可知 v5 m/s，B 正确正确 答案：答案：B 2.用均匀导线做成的正方形线框边长为用均匀导线做成的正方形线框边长为 0.2 m，正方形的
2、一半放在 垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以 ，正方形的一半放在 垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以 10 T/s 的变化率增 强时，线框中 的变化率增 强时，线框中 a、b 两点电势差是两点电势差是( ) A. Uab0.1 V B. Uab0.1 V C. Uab0.2 V D. Uab0.2 V 解析：解析：由于磁场是均匀增强的，而原磁场的方向垂直纸面向里， 所以由楞次定律可知，线圈中产生的磁场方向是垂直纸面向上的，再 由右手定则可知，线圈中的电流方向沿逆时针方向，故电流由 由于磁场是均匀增强的，而原磁场的方向垂直纸面向里， 所以由楞次定律可知，线圈中产生的磁场方向是
3、垂直纸面向上的，再 由右手定则可知，线圈中的电流方向沿逆时针方向，故电流由 b 向右 再回到 向右 再回到 a 点，可见，点，可见，ab 间的电势差是负值，所以间的电势差是负值，所以 A、C 错误；线圈产 生的电动势 错误；线圈产 生的电动势 E10 T/s(0.2 m)2/20.2 V，又因为，又因为 ab 两点正好在线圈 的中点上，所分的线圈的两侧电阻相等，故 两点正好在线圈 的中点上，所分的线圈的两侧电阻相等，故 Uab 0.1 E 2 0.2 V 2 V，选项，选项 B 正确正确 答案：答案：B 3如图所示，闭合开关如图所示，闭合开关 S，将条形磁铁两次插入闭合线圈，第一 次用 ，将条
4、形磁铁两次插入闭合线圈，第一 次用 0.2 s， 第二次用， 第二次用 0.4 s， 并且两次的起始和终止位置相同， 则， 并且两次的起始和终止位置相同， 则( ) A第一次磁通量变化较大第一次磁通量变化较大 B第一次第一次 G 的最大偏角较大的最大偏角较大 C第一次经过第一次经过 G 的总电荷量较多的总电荷量较多 D若开关若开关 S 断开，断开，G 不偏转，故两次均无感应电动势不偏转，故两次均无感应电动势 解析 ：解析 ： 因两次的起始和终止位置相同，所以磁感应强度变化量因两次的起始和终止位置相同，所以磁感应强度变化量 B 相同，由相同，由 BS 知：两次磁通量变化相同，故知：两次磁通量变化
5、相同，故 A 错误；因磁通量 变化相同， 匝数 错误；因磁通量 变化相同， 匝数 n 相同，相同， t1t2， 根据， 根据 En和和 I 知， 第一次 知， 第一次 G t E R 的最大偏角较大，故的最大偏角较大，故 B 正确；根据正确；根据 q ttntn I E R tR R 可知：经过可知：经过 G 的总电量相同，故的总电量相同，故 C 错误；有无感应电动势产生的条件 是穿过回路的磁通量发生变化，电路无需闭合，两次穿过回路的磁通 量均发生了变化，故 错误；有无感应电动势产生的条件 是穿过回路的磁通量发生变化，电路无需闭合，两次穿过回路的磁通 量均发生了变化，故 D 错误错误 答案：答
6、案：B 4如图所示，如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入 以 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入 以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，MN 线与线框的 边成 线与线框的 边成 45角，角，E、F 分别为分别为 PS 和和 PQ 的中点关于线框中的感应电流， 正确的说法是 的中点关于线框中的感应电流， 正确的说法是( ) A. 当当 E 点经过边界点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大时，线框中感应电流最大 B. 当当 P 点经过边界点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大时，线框中感应电流最大 C. 当当 F 点
7、经过边界点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大时，线框中感应电流最大 D. 当当 Q 点经过边界点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大时，线框中感应电流最大 解析：解析：由题图可知，当由题图可知，当 E 点经过边界点经过边界 MN 时，导线框有效切割长 度为，所以感应电动势不是最大，则感应电流不是最大，故 时，导线框有效切割长 度为，所以感应电动势不是最大，则感应电流不是最大，故 A 错误 ；错误 ； RS 2 当当 P 点经过点经过 MN 时，有效切割长度最大为时，有效切割长度最大为 RS，感应电动势为最大， 故 ，感应电动势为最大， 故 B 正确；当正确；当 F 点经过边界点经过边界
8、MN 时，由题图可知，导线框的有效切割 长度为，所以感应电动势及感应电流不是最大，线框中磁通量的变 时，由题图可知，导线框的有效切割 长度为，所以感应电动势及感应电流不是最大，线框中磁通量的变 RS 2 化率不是最大，故化率不是最大，故 C 错误；当错误；当 Q 经过经过 MN 时，线框全部进入磁场中， 线框中磁通量不发生变化，感应电流为零，故 时，线框全部进入磁场中， 线框中磁通量不发生变化，感应电流为零，故 D 错误错误 答案：答案：B 5如图所示，如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨为水平放置的平行“”形光滑金属导轨(电电 阻不计阻不计)，间距为，间距为 l，导轨间有垂
9、直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强 度大小为 ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强 度大小为 B， 导轨电阻不计 已知金属杆， 导轨电阻不计 已知金属杆 MN 倾斜放置， 与导轨成倾斜放置， 与导轨成 角， 单位长度的电阻为 角， 单位长度的电阻为 r， 保持金属杆以速度， 保持金属杆以速度 v 沿平行于沿平行于 cd 的方向滑动的方向滑动(金 属杆滑动过程中与导轨接触良好 金 属杆滑动过程中与导轨接触良好)求：求： (1)电路中感应电动势电路中感应电动势 E； (2)电路中感应电流的大小；电路中感应电流的大小； (3)金属杆所受安培力的大小金属杆所受安培力的大小 解析：解析：(1)由法
10、拉第电磁感应定律，可得感应电动势为：由法拉第电磁感应定律，可得感应电动势为： EBLMNvsin Blv. (2)感应电流感应电流 I . E R Blv l sin r Bvsin r (3)安培力大小安培力大小 FBI. l sin B2lv r 答案：答案：(1)Blv (2) (3) Bvsin r B2lv r B 级 提能力级 提能力 6如图甲所示，螺线管匝数如图甲所示，螺线管匝数 n1 000 匝，横截面积匝，横截面积 S10 cm2， 螺线管导线电阻 ， 螺线管导线电阻 r1 ，电阻，电阻 R4 ，磁感应强度，磁感应强度 B 的的 Bt 图象如图 乙所示 图象如图 乙所示(以向
11、右为正方向以向右为正方向)，下列说法正确的是，下列说法正确的是( ) 图甲 图甲 图乙 图乙 A通过电阻通过电阻 R 的电流方向不变的电流方向不变 B感应电流的大小保持不变感应电流的大小保持不变 C电阻电阻 R 两端的电压为两端的电压为 6 V DC 点的电势一直保持点的电势一直保持 4.8 V 不变不变 解析：解析：由楞次定律可知：由楞次定律可知：01 s 内，电流从内，电流从 CRA；12 s 内， 电流从 内， 电流从 ARC，故，故 A 错误；由题图象可知错误；由题图象可知6 T/s、大小不变，、大小不变， B t 由法拉第电磁感应定律， 可知感应电动势由法拉第电磁感应定律， 可知感应
12、电动势 En1 00061010 t 4 V 6 V 不变， 所以感应电流的大小不变， 所以感应电流的大小 I A1.2 A 不变，不变， E Rr 6 41 故故B正确 ； 由闭合电路的欧姆定律，可知电阻正确 ； 由闭合电路的欧姆定律，可知电阻R两端的电压为两端的电压为UIR1.2 4 V4.8 V，故，故 C 错误；由于错误；由于 A 点接地，所以点接地，所以 C 点的电势为点的电势为4.8 V， 故 ， 故 D 错误错误 答案：答案：B 7我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼 15 飞机顺利完成 了起降飞行训练，图甲为一架歼 飞机顺利完成 了起降飞
13、行训练，图甲为一架歼 15 飞机刚着舰时的情景已知该飞机 机身长为 飞机刚着舰时的情景已知该飞机 机身长为 l，机翼两端点，机翼两端点 C、D 的距离为的距离为 d，某次在我国近海海域训练 中飞机降落时的速度沿水平方向，大小为 ，某次在我国近海海域训练 中飞机降落时的速度沿水平方向，大小为 v.如图乙所示，该空间地磁 场磁感应强度的水平分量为 如图乙所示，该空间地磁 场磁感应强度的水平分量为 Bx，竖直分量为，竖直分量为 By.C、D 两点间的电势差 为 两点间的电势差 为 U，下列分析正确的是，下列分析正确的是( ) 图甲 图乙图甲 图乙 AUBxlv，C 点电势低于点电势低于 D 点电势点
14、电势 BUBxdv，C 点电势高于点电势高于 D 点电势点电势 CUBylv，C 点电势低于点电势低于 D 点电势点电势 DUBydv，C 点电势高于点电势高于 D 点电势点电势 解析：解析：飞机机翼切割磁感线，地磁场竖直分量为飞机机翼切割磁感线，地磁场竖直分量为 By.由法拉第电磁 感应定律，可知感应电动势大小为 由法拉第电磁 感应定律，可知感应电动势大小为 UBydv；北半球的磁感应强度的 竖直分量是向下的，根据右手定则，感应电动势的方向由 ；北半球的磁感应强度的 竖直分量是向下的，根据右手定则，感应电动势的方向由 D 指向指向 C， 所以 ， 所以 C 点的电势高于点的电势高于 D 点的
15、电势，故点的电势，故 D 正确，正确，A、B、C 错误错误 答案：答案：D 8 一正方形闭合导线框 一正方形闭合导线框 abcd 边长边长 L0.1 m， 各边电阻均为， 各边电阻均为 1 ， bc 边位于边位于 x 轴上，在轴上，在 x 轴原点轴原点 O 右方有宽右方有宽 L0.1 m、磁感应强度为、磁感应强度为 1T、 方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域， 如图所示 在线框以恒定速度 、 方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域， 如图所示 在线框以恒定速度 4 m/s 沿沿 x 轴正方向穿越磁场区域的过程中， 如图所示的各图中， 能正确 表示线框从进入到穿出磁场过程中， 轴正方向穿越磁场区域的过程
16、中， 如图所示的各图中， 能正确 表示线框从进入到穿出磁场过程中，ab 边两端电势差边两端电势差 Uab随位置变化 情况的是 随位置变化 情况的是( ) 解析：解析：分两段研究：分两段研究：ab 进入磁场切割磁感线过程和进入磁场切割磁感线过程和 dc 切割磁感线 过程 切割磁感线 过程ab 进入磁场切割磁感线过程中，进入磁场切割磁感线过程中，x 在在 0L 范围：由楞次定律判 断得知， 线框感应电流方向为逆时针， 范围：由楞次定律判 断得知， 线框感应电流方向为逆时针， ab 相当于电源，相当于电源， a 的电势高于的电势高于 b 的电势，的电势，Uab0.感应电动势为感应电动势为 EBLv1
17、0.14 V0.4 V，Uab是 外电压，则有 是 外电压，则有 Uab E0.3 Vdc 切割磁感线过程，切割磁感线过程，x 在在 L2L 范围 ：范围 ： 3 4 由楞次定律判断得知， 线框感应电流方向为顺时针，由楞次定律判断得知， 线框感应电流方向为顺时针， dc 相当于电源，相当于电源， a 的电势高于的电势高于 b 的电势，的电势， Uab0.感应电动势为感应电动势为 EBLv10.14 V0. 4 V ，则有，则有 Uab E0.1 V. 1 4 答案：答案：B 9如图所示，一个半径为如图所示，一个半径为 l 的半圆形硬导体的半圆形硬导体 AB 以速度在水平以速度在水平 U 形框架
18、上匀速滑动，框架电阻不计，框架右端接有阻值为形框架上匀速滑动，框架电阻不计，框架右端接有阻值为 R0的电阻， 匀强磁场的磁感应强度为 的电阻， 匀强磁场的磁感应强度为 B，半圆形硬导体，半圆形硬导体 AB 的电阻为的电阻为 r，则半圆形 导体 ，则半圆形 导体AB切割磁感线产生的感应电动势的大小及切割磁感线产生的感应电动势的大小及AB之间的电势差分别 为 之间的电势差分别 为( ) ABlv BBlv BlvR0 R0r BlvR0 R0r C2Blv D2Blv 2Blv 2BlvR0 R0r 解析：解析：半圆形硬导体半圆形硬导体 AB 切割磁场的有效长度为该半圆形的直径 即 切割磁场的有效
19、长度为该半圆形的直径 即 2l，所以根据公式得半圆形导体，所以根据公式得半圆形导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的 大小为 切割磁感线产生感应电动势的 大小为 E2Blv，A、B 错误；形成的电路中，错误；形成的电路中，AB 相当于电源，内阻 为 相当于电源，内阻 为 r，AB 间的电势差为路端电压，根据欧姆定律可得间的电势差为路端电压，根据欧姆定律可得 UABE R0 R0r ，C 正确正确 2BlvR0 R0r 答案：答案：C 10 如图甲所示， 一个圆形线圈匝数 如图甲所示， 一个圆形线圈匝数 n1 000 匝、 面积匝、 面积 S210 2 m2、电阻、电阻 r1 .在线圈外接一阻值
20、为在线圈外接一阻值为 R4 的电阻把线圈放入一 个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度 的电阻把线圈放入一 个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度 B 随时 间变化规律如图乙所示求： 随时 间变化规律如图乙所示求： (1)04 s 内，回路中的感应电动势；内，回路中的感应电动势； (2)t5 s 时，时，a、b 两点哪点电势高；两点哪点电势高； (3)t5 s 时，电阻两端的电压时，电阻两端的电压 U. 解析：解析：(1)根据法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律 EnnS， t B t 由图可知由图可知 T/s0.05 T/s B t 0.40.2 4 解得
21、：解得：E1 000210 2 0.05 V1 V. (2)t4 s 到到 5 s 内，磁场在减小，根据楞次定律，内，磁场在减小，根据楞次定律，a 点电势高点电势高 (3)由图可知由图可知 T/s0.2 T/s， B t 0.4 2 根据法拉第电磁感应定律有根据法拉第电磁感应定律有 EnS， B t E1 000210 2 0.2 V4 V； 根据欧姆定律根据欧姆定律 I A0.8 A， E Rr 4 41 根据根据 UIR， 解得解得 U0.84 V3.2 V. 答案：答案：见解析见解析 11.如图所示，三角形金属导轨如图所示，三角形金属导轨 EOF 上放有一根金属杆上放有一根金属杆 ab，
22、在外 力作用下，保持 ，在外 力作用下，保持 ab 跟跟 OF 垂直，以垂直，以 v5 m/s 的速度匀速向右移动，设 导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，每米长度的电阻均 为 的速度匀速向右移动，设 导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，每米长度的电阻均 为 R00.2 /m，磁感应强度为，磁感应强度为 B0.2 T，EOF30，ab 与导轨接与导轨接 触良好，触良好，ab 在在 O 点开始计时，则：点开始计时，则： (1)3 s 末电路中的电流为多少？末电路中的电流为多少？ (2)3 s 内电路中产生的平均感应电动势为多少？内电路中产生的平均感应电动势为多少？ 解析：解析：(1)3 s 末夹在导轨间导体的长度为末夹在导轨间导体的长度为 Lvttan 3053tan 30 m5 m，3 3 s 末电路中瞬时感应电动势为末电路中瞬时感应电动势为 EBLv0.255 V5 V，33 此时电路中的总电阻为此时电路中的总电阻为 R(15510)0.2 8.20 ，33 所以电流所以电流 I 1.06 A. E R (2)3 s 内的平均感应电动势为内的平均感应电动势为 E t 0 t BS0 3 V4.33 V. 0.2 15 5 3 1 2 3 答案：答案：(1)1.06 A (2)4.33 V