《【優(yōu)化方案】高中物理 第二節(jié) 感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律知能優(yōu)化訓練 魯科版選修3-2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【優(yōu)化方案】高中物理 第二節(jié) 感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律知能優(yōu)化訓練 魯科版選修3-2(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
1.關(guān)于感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢的關(guān)系,下列敘述中正確的是( )
A.電路中有感應(yīng)電流,不一定有感應(yīng)電動勢
B.電路中有感應(yīng)電動勢,不一定有感應(yīng)電流
C.兩個不同電路中,感應(yīng)電動勢大的其感應(yīng)電流也大
D.兩個不同電路中,感應(yīng)電流大的其感應(yīng)電動勢也大
解析:選B.有感應(yīng)電流則磁通量一定變化,因此一定有感應(yīng)電動勢,選項A錯誤;電路中有感應(yīng)電動勢,若電路不閉合,則無感應(yīng)電流,故B項正確;兩個不同電路,總阻值不一定相等,由I=,當E大時,若總阻值R+r很大,則電流I可能較小,故C、D兩項均錯.
2.在如圖1-2-8所示的幾種情況中,金屬導體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Blv的是( )
2、
圖1-2-8
A.乙和丁 B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙
解析:選B.甲、乙、丁三圖中,B、v、l兩兩垂直,且l為有效切割長度,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢都為E=Blv,丙圖中E=Blv sinθ.
3.在理解法拉第電磁感應(yīng)定律E=n及其改寫式E=nS,E=nB的基礎(chǔ)上,下列敘述不正確的是( )
A.對給定的線圈,感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比
B.對給定的線圈,感應(yīng)電動勢的大小跟磁感應(yīng)強度的變化量ΔB成正比
C.對給定的磁場,感應(yīng)電動勢的大小跟面積的變化率成正比
D.三個計算式計算出的感應(yīng)電動勢都是Δt時間內(nèi)的平均值
解析:選B.電路
3、中感應(yīng)電動勢的大小與穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.利用法拉第電磁感應(yīng)定律便可判斷選項A、C、D正確.故選B.
4.如圖1-2-9所示,平行導軌間距為d,其左端接一個電阻R.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于平行金屬導軌所在平面.一根金屬棒與導軌成θ角放置,金屬棒與導軌的電阻均不計.當金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導軌上滑行時,通過電阻R的電流強度是( )
圖1-2-9
A. B.
C. D.
解析:選D.金屬棒MN垂直于磁場放置,運動速度v與棒垂直,且v⊥B,即已構(gòu)成兩兩互相垂直關(guān)系,MN接入導軌間的長度為,所以E=Blv=,I==,故選項D正確.
4、
5.(2020年廈門高二月考)如圖1-2-10甲所示,一個圓形線圈的匝數(shù)n=1000,線圈面積S=200 cm2,線圈的電阻r=1 Ω,線圈外接一個阻值R=4 Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖1-2-10乙所示.求:
(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動勢;
(2)前4 s內(nèi)通過R的電荷量.
圖1-2-10
解析:(1)由圖象可知前4 s內(nèi)磁感應(yīng)強度B的變化率= T/s=0.05 T/s
4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢
E=nS=1000×0.02×0.05 V=1 V.
(2)電路中的平均感應(yīng)電流
=,q=t,又因為E=n,
所以
5、q=n=1 000× C=0.8 C.
答案:(1)1 V (2)0.8 C
一、單項選擇題
1.決定閉合電路中感應(yīng)電動勢大小的因素是( )
A.磁通量 B.磁感應(yīng)強度
C.磁通量的變化率 D.磁通量的變化量
解析:選C.根據(jù)電磁感應(yīng)定律E=n,可知C正確.
2.當線圈中的磁通量發(fā)生變化時,則以下說法不正確的是( )
A.線圈中一定有感應(yīng)電流
B.線圈中一定有感應(yīng)電動勢
C.感應(yīng)電動勢與線圈中的電阻無關(guān)
D.若有感應(yīng)電流,其大小一定跟線圈電阻有關(guān)
解析:選A.感應(yīng)電動勢與線圈是否閉合無關(guān),它正比于磁通量的變化率;感應(yīng)電流則一定強調(diào)線圈閉合,
6、它的大小跟感應(yīng)電動勢成正比,跟線圈電阻成反比.所以選項B、C、D正確,選項A錯誤.
3.將一磁鐵緩慢或者迅速地插到閉合線圈中的同一位置處,不發(fā)生變化的物理量是( )
①磁通量的變化量
②磁通量的變化率
③感應(yīng)電流的大小
④流過導體橫截面的電荷量
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析:選B.將磁鐵插到同一位置,磁通量的變化量相同,而用時不同,所以磁通量的變化率不同,感應(yīng)電動勢的大小不同,感應(yīng)電流的大小不同,由q=IΔt=Δt=Δt=可知流過導體橫截面的電荷量不變,故①④正確,選B.
4.一根直導線長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
7、度勻速運動,則對于導線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的說法中不正確的是( )
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:選A.當B、l、v兩兩垂直,導線做垂直切割磁感線運動時感應(yīng)電動勢最大,Em=Blv=0.1×0.1×10 V=0.1 V.當v∥B時,E=0.所以0≤E≤0.1 V,B、C、D正確,A錯誤.故選A.
5.穿過單匝閉合線圈的磁通量每秒鐘均勻地增大2 Wb,則( )
A.線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增大
B.線圈中的感應(yīng)電流將均勻增大
C.線圈中的感應(yīng)電動勢將保持2 V不變
D.線圈中的感應(yīng)電流將保持2 A不變
解析:選
8、C.由法拉第電磁感應(yīng)定律E=得E=2 V,故A、B錯C對;因線圈電阻不一定等于1 Ω,故D錯.
6.如圖1-2-11所示,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,設(shè)在整個過程中棒的方向不變且不計空氣阻力,則在金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是( )
A.越來越大 B.越來越小
C.保持不變 D.無法判斷
解析:選C.棒ab水平拋出后,其速度越來越大,但只有水平分速度v0切割磁感線產(chǎn)生電動勢,故E=Blv0保持不變. 圖1-2-11
7.如圖1-2-12所示,六根形狀各異的導線處在勻強磁場中,端點的連線MN、P
9、Q相互平行,若各導線運動的速度大小相同,方向沿虛線(虛線與MN、PQ平行),下列說法正確的是( )
圖1-2-12
A.因為②號導線最短,所以感應(yīng)電動勢最小
B.②③④⑤號導線的感應(yīng)電動勢相同,但比①⑥號小
C.六根導線的感應(yīng)電動勢相同
D.①⑥號導線形狀不規(guī)則,并超過端點,無法與其他四根導線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢進行比較
解析:選C.導線平動切割磁感線時產(chǎn)生的電動勢E=Blv,l為有效長度.若為曲導線,應(yīng)將始、末兩端連接,然后再投影到垂直于速度的方向上.本題中六根導線的有效長度相同,因此C正確.
8.一個面積S=4×10-2 m2、匝數(shù)n=100匝的線圈,放在勻強磁場中,磁場方
10、向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖1-2-13所示,則下列判斷正確的是( )
圖1-2-13
A.在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于-0.08 Wb/s
B.在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零
C.在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于-0.08 V
D.在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零
解析:選A.由E=n=n·S得,
在開始2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
E=100××4×10-2 V=-8 V,
磁通量變化率=-0.08 Wb/s,
第3 s末雖然磁通量為零,但磁通量變化率為0.08 Wb/s,所以選A.
9.如圖
11、1-2-14所示,導體棒AB的長為2R,繞O點以角速率ω勻速轉(zhuǎn)動,OB為R,且O、B、A三點在一條直線上,有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直,那么AB兩端的電勢差為( )
圖1-2-14
A.BωR2 B.2BωR2
C.4BωR2 D.6BωR2
解析:選C.A點線速度vA=ω·3R,B點線速度vB=ωR,AB棒切割磁感線的平均速度==2ωR,由E=Blv得,AB兩端的電勢差為E=B·2R·=4BωR2,C正確.
10.(2020年高考江蘇卷)一矩形線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場方向垂直.先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強度在1 s時間內(nèi)均勻地增大
12、到原來的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變,在1 s時間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來的一半,先后兩個過程中,線框中感應(yīng)電動勢的比值為( )
A. B.1
C.2 D.4
解析:選B.先保持線框的面積不變,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E1==S=;再保持增大后的磁感應(yīng)強度不變,有E2=2B=-,可見先后兩個過程中產(chǎn)生的電動勢的大小相等,兩者的比值為1,選項B正確.
二、非選擇題
11.如圖1-2-15所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向豎直向下,在磁場中有一邊長為l的正方形導線框,ab邊質(zhì)量為m,其余邊質(zhì)量不計,cd邊有固定的水平軸,導線框可以繞其轉(zhuǎn)動,現(xiàn)將導
13、線框拉至水平位置由靜止釋放,不計摩擦和空氣阻力,導線框經(jīng)過時間t運動到豎直位置,此時ab邊的速度為v,求:
(1)此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大??;
(2)線框運動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大?。? 圖1-2-15
解析:(1)線框在初位置Φ1=BS=Bl2
轉(zhuǎn)到豎直位置Φ2=0
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E==.
(2)轉(zhuǎn)到豎直位置時,bc、ad兩邊不切割磁感線,ab邊垂直切割磁感線,此時求的是瞬時感應(yīng)電動勢,且感應(yīng)電動勢的大小為E=Blv.
答案:(1) (2)Blv
12.如圖1-2-16所示.導軌OM和ON都在紙面內(nèi),導體AB可在導
14、軌上無摩擦滑動,若AB以5 m/s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑,導體與導軌都足夠長,它們每米長度的電阻都是0.2 Ω,磁場的磁感應(yīng)強度為0.2 T.問:
(1)3 s末電路上的電流為多少?
(2)3 s內(nèi)電路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為多少? 圖1-2-16
解析:(1)夾在導軌間的部分導體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢才是電路中的電動勢,3 s末時刻,夾在導軌間導體的長度為l=OBtan30°=(5×3×tan30°)m=5 m
所以E=Blv=0.2×5×5 V=5 V
此時電阻為R=(15+5+10)×0.2 Ω≈8.196 Ω,
所以,I=≈1.06 A.
(2)3 s內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值為
E=== V= V
≈4.33 V.
答案:(1)1.06 A (2)4.33 V