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2020-2021学年新教材高中物理 第2章 电磁感应及其应用 第2节 法拉第电磁感应定律课时作业(含解析)鲁科版选择性必修2.doc

上传人:高**** 文档编号:524659 上传时间:2024-05-28 格式:DOC 页数:6 大小:202KB
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资源描述

1、法拉第电磁感应定律(建议用时:25分钟)考点一 感应电动势的理解1关于感应电动势,下列说法中正确的是()A电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势B电源电动势的来源很多,不一定是由于电磁感应产生的,所以A错误;在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,即使没有感应电流,也可以有感应电动势,B正确,C错误;电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源提供的,所以有电流不一定有感应电动势,D错误。2将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列

2、表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同C由法拉第电磁感应定律En知,感应电动势的大小与线圈匝数有关,选项A错误;感应电动势正比于,与磁通量的大小无直接关系,选项B错误,C正确;根据楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即“增反减同”,选项D错误。考点二法拉第电磁感应定律的应用3穿过单匝闭合线圈的磁通量在6秒钟内均匀地增大12 Wb,则()A线圈中的感应电动势将均匀增大B线圈中的感应电流将均匀增大C线圈中的感应电动势将保持2 V不变D线圈

3、中的感应电流将保持2 A不变C由法拉第电磁感应定律E,得E2 V,故A、B错,C对;因线圈电阻不一定等于1 ,故D错。4一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中感应电流增强一倍,下述哪些方法是可行的()A使线圈匝数增加一倍B使线圈面积增加一倍C使线圈匝数减少一半D使磁感应强度的变化率增大一倍D根据En n S求电动势,要考虑到当n、S发生变化时,导体的电阻也发生了变化,若匝数增加一倍,电阻也增加一倍,感应电流不变,A错误;同理C错误;若面积增加一倍,长度为原来的 倍,电阻为原来的 倍,电流为原来的 倍,B错误;磁感应强度的变化率增大一倍,则感应电动势增大一倍

4、,电阻不变,感应电流增大一倍,D正确。5闭合线圈的匝数为n,每匝线圈面积为S,总电阻为R,在t时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为,则通过导线某一截面的电荷量为()A. B. C. D.C由法拉第电磁感应定律:En;再由欧姆定律:I,电荷量公式:QIt;三式联立可得Q,故选项C正确。6如图所示,在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场未画出),磁感应强度B随时间t变化关系为BB0kt。在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线),则导线环中的感应电动势大小为()A0BkR2C.D2kR2C由EnR2k,可知选项C正确。考点三“切割类”感应电动势的计算7一根弯成直角的导

5、线放在B0.4 T的匀强磁场中,如图所示,导线ab30 cm,bc40 cm当导线以5 m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为()A1.4伏B1.0伏C0.8伏D0.6伏B由ab30 cm,bc40 cm则ac50 cm。当切割磁感线的有效长度Lac50 cm,产生的感应电动势最大EmBLv0.40.55 V1.0 V,B对。8如图所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好,abL。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,设金属棒与两导轨间夹角为60,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金

6、属棒的电流为()AIBICIDIB导体棒切割磁感线的有效长度为:Lsin 60L,故感应电动势EBv,由闭合电路欧姆定律得I,故选项B正确。9(多选)某地地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5105 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s。下列说法正确的是()A电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高BD海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线。根据右手定则可判断出北岸是正极,电势高,南岸

7、电势低,所以C错误,D正确;EBlv4.51051002 V9103 V9 mV,所以B正确,A错误。(建议用时:15分钟)10如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小D磁感应强度随时间均匀减小,根据楞次定律判断回路中产生顺时针的感应电流,ab中的感应电流方向由a到b,A错误;根据法拉第电磁感应定律,EnnS,

8、电阻一定,In,磁感应强度随时间均匀减小,磁通量变化率为定值,ab中的感应电流不变,B错误;FBIl,磁感应强度随时间均匀减小,则安培力随时间均匀减小,C错误;ab始终保持静止说明静摩擦力和安培力为一对平衡力,故摩擦力逐渐减小,D项正确。11(多选)如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面,回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是()A感应电流大小不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmaxBavD感应电动势平均值BavCD在半圆形闭合回路进入

9、磁场的过程中磁通量不断增加,始终存在感应电流,由左手定则可知CD边始终受到安培力作用,选项B错;有效切割长度如图所示,所以进入过程中l先逐渐增大到a,然后再逐渐减小为0,由EBlv,可知最大值EmaxBav,最小值为0,故选项A错,C对;平均感应电动势为Bav,选项D对。12如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一边长为l的正方形导线框,ab边质量为m,其余边质量不计,cd边有固定的水平轴,导线框可以绕其转动;现将导线框拉至水平位置由静止释放,不计摩擦和空气阻力,导线框经过时间t运动到竖直位置,此时ab边的速度为v,求:(1)此过程中导线框产生的平均感应电动势的大小;(2

10、)导线框运动到竖直位置时感应电动势的大小。解析(1)水平位置1BSBl2,转到竖直位置2021Bl2根据法拉第电磁感应定律,有E平均感应电动势的大小为。(2)转到竖直位置时,bc、ad两边不切割磁感线,ab边垂直切割磁感线,且速度为v,故感应电动势EBlv。答案(1)(2)Blv13在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n1 500,横截面积S20 cm2。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B按如图乙所示的规律变化。(1)求螺线管中产生的感应电动势;(2)闭合开关S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;(3)S断开后,求流经R2的电荷量。解析(1)根据法拉第电磁感应定律EnS, T/s0.4 T/s,代入数值得E1 500201040.4 V1.2 V。(2)根据闭合电路欧姆定律I0.12 A,PI2R1,代入数值得P5.76102 W。(3)S断开后,流经R2的电荷量即为S闭合后C板上所带的电荷量Q。S闭合后,电容器两端的电压UIR20.6 V,流经R2的电荷量QCU1.8105 C。答案(1)1.2 V(2)5.76102 W(3)1.8105 C- 6 -

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