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
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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 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】 D 2.一根直導(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】 當公式E=BLvsinθ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,Em=BLv=0.10.110 V=0.1 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】 A 3. 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,當磁場以10 T/s的變化率增強時,線框中a、b兩點電勢差是( ) A.Uab=0.1 V B.Uab=-0.1 V C.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 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 E===10V=0.2 V |Uab|=I==V=0.1 V 由于a點電勢低于b點電勢,故Uab=-0.1 V,即B選項正確. 【答案】 B 4. 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ΔΦ相同,故選項A錯誤;根據(jù)E=n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q=Δt=Δt=,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】 B 5. 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B=B0+kt(k>0)隨時間變化,t=0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B=B0+kt(k>0)隨時間變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==S=kS,而S=,經(jīng)時間t電容器極板P所帶電荷量Q=EC=C,由楞次定律可知,P板帶負電,故選項D正確. 【答案】 D 6. 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E點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大 B.當P點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大 C.當F點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大 D.當Q點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大 【解析】 當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】 B 7. 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( ) A.0 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q=Δt==. 【答案】 C 8. 如圖所示,導(dǎo)體AB的長為2R,繞O點以角速度ω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.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2 【解析】 設(shè)經(jīng)過t,磁通量的變化量 ΔΦ=BΔS=B(3R)2-BR2=4BωtR2. 由法拉第電磁感應(yīng)定律,得 UAB===4BωR2. 【答案】 C 9. 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r=0.6 Ω的直導(dǎo)體棒,在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻R1=4 Ω、R2=6 Ω,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B=0.1 T.當直導(dǎo)體棒在導(dǎo)體上以v=6 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?。? 【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 E=Blv=0.10.56 V=0.3 V Uab==V=0.24 V, I1== A=0.06 A I2== A=0.04 A. 【答案】 0.24 V 0.06 A 0.04 A 能力提升 1. 一正方形閉合導(dǎo)線框abcd邊長L=0.1 m,各邊電阻均為1 Ω,bc邊位于x軸上,在x軸原點O右方有寬L=0.1 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ab邊進入磁場時,ab為電源,Uab為路端電壓,Uab=BLv=0.3 V;當ab邊出磁場時,dc為電源,Uab=BLv=0.1 V,且方向相同,故B項正確. 【答案】 B 2.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)( ) A.MN向左勻速運動的過程中 B.MN向左加速運動的過程中 C.MN向右勻速運動的過程中 D.MN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】 BD 3.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,則當橫桿AB( ) A.勻速滑動時,I1=0,I2=0 B.勻速滑動時,I1≠0,I2≠0 C.加速滑動時,I1=0,I2=0 D.加速滑動時,I1≠0,I2≠0 【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.當棒勻速滑動時,電動勢E不變,故I1≠0,I2=0.當棒加速運動時,電動勢E不斷變大,電容器不斷充電,故I1≠0,I2≠0. 【答案】 D 4. 穿過某閉合線圈的磁通量Φ,隨時間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化.t1時刻磁通量Φ1最大,t3時刻磁通量Φ3=0,時間Δt1=t2-t1和Δt2=t3-t2相等,在Δt1和Δt2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(Φ軸)的直角邊,相當于磁通量的改變量;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ΔΦ/Δt,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Φ-t圖象在該時刻切線的斜率對應(yīng).t2時刻Φ-t圖線的切線已畫在圖上,不難看出>e>. 【答案】 BD 5. 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 B.CD段直線始終不受安培力 C.感應(yīng)電動勢最大值E=Bav D.感應(yīng)電動勢平均值=πBav 【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E=Bav,C正確.感應(yīng)電動勢平均值===πBav,D正確. 【答案】 ACD 6.如圖所示,矩形線圈在0.01 s內(nèi)由原始位置Ⅰ轉(zhuǎn)落至位置Ⅱ.已知ad=510-2 m,ab=2010-2 m,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2 T,R1=R3=1 Ω,R2=R4=3 Ω.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Ⅰ轉(zhuǎn)落至位置Ⅱ的過程中,穿過線圈的磁通量Φ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Ⅰ時,穿過它的磁通量為Φ1,線圈在位置Ⅱ時,穿過它的磁通量為Φ2,有Φ1=BScos60=110-2 Wb,Φ2=BS=210-2 Wb,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=110-2 Wb. 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E==1 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R==2 Ω. 根據(jù)閉合電路歐姆定律得總電流I== A=0.5 A. 通過各電阻的電流I′=I=0.25 A. 【答案】 (1)1 V (2)0.25 A- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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