高中物理 第四章第四節(jié) 《法拉第電磁感應(yīng)定律》知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2
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111 2013-2014學(xué)年高中物理 第四章第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2 1.關(guān)于某一閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.E跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的大小成正比 B.E跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化量大小成正比 C.E跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化快慢成正比 D.某時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零,該時(shí)刻E一定為零 解析:選C.磁通量變化量表示磁通量變化大小,磁通量變化率表示磁通量變化快慢.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比,和磁通量及其變化量都無(wú)必然聯(lián)系.故選C. 2. 如圖所示,MN、PQ為兩條平行放置的金屬導(dǎo)軌,左端接有定值電阻R,金屬棒AB斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為l,金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60,以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌和棒的電阻,則流過(guò)金屬棒中的電流為( ) A.I= B.I= C.I= D.I= 解析:選B.公式E=Blv適用于B、l、v三者互相垂直的情況,本題B與l,B與v是相互垂直的,但l與v不垂直,故取l垂直于v的長(zhǎng)度lsin θ即為有效切割長(zhǎng)度,所以E=Blvsin 60=Blv,由歐姆定律I=得I=.故選B. 3. 如圖所示,A、B兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成的,A有10匝,B有20匝,兩圓線圈半徑之比為2∶1.勻強(qiáng)磁場(chǎng)只分布在B線圈內(nèi).當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻減弱時(shí)( ) A.A中無(wú)感應(yīng)電流 B.A、B中均有恒定的感應(yīng)電流 C.A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為2∶1 D.A、B中感應(yīng)電流之比為1∶2 解析:選BD.只要穿過(guò)圓線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,因?yàn)榇艌?chǎng)變化情況相同,有效面積也相同,所以,每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同,又由于兩線圈的匝數(shù)和半徑不同,電阻值不同,根據(jù)電阻定律,單匝線圈電阻之比為2∶1,所以,感應(yīng)電流之比為1∶2.故選BD. 4.某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下,大小為4.510-5 T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒:佣蔚膬砂?,河?00 m,該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過(guò).設(shè)落潮時(shí),海水自西向東流,流速為2 m/s.下列說(shuō)法正確的是( ) A.電壓表記錄的電壓為5 mV B.電壓表記錄的電壓為9 mV C.河南岸的電勢(shì)較高 D.河北岸的電勢(shì)較高 解析:選BD.由E=Blv=4.510-51002 V=910-3 V可知A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;再由右手定則可判斷河北岸電勢(shì)高,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.故選BD. 5. 如圖所示,導(dǎo)體圓環(huán)半徑為a,導(dǎo)體棒OC可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),C端與環(huán)接觸良好且無(wú)摩擦,圓環(huán)的電阻不計(jì),導(dǎo)體棒OC的電阻為r,定值電阻的阻值為R,現(xiàn)使OC繞O以角速度ω勻速運(yùn)動(dòng),求電阻R兩端的電壓. 解析:OC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=Bωa2,電路中電流I==,R兩端電壓U=IR=. 答案: 一、選擇題 1.(多選)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng),若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,則OD時(shí)間范圍內(nèi)( ) A.線圈中O時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B.線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 C.線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D.線圈中O到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4 V 解析:選ABD.線圈中O到D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E== V=0.4 V;由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的物理意義知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小僅由磁通量的變化率決定,而任何時(shí)刻磁通量的變化率就是Φ t圖象上該時(shí)刻切線的斜率,不難看出O點(diǎn)處切線斜率最大,D點(diǎn)切線斜率為零,故A、B、D正確. 2. (單選)(2013承德實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考)如圖所示,導(dǎo)體AB的長(zhǎng)為2R,繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),OB為R,且OBA三點(diǎn)在一條直線上,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿(mǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直,那么AB兩端的電勢(shì)差為( ) A.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2 解析:選C.A點(diǎn)線速度vA=ω3R,B點(diǎn)線速度vB=ωR,AB棒切割磁感線的平均速度==2ωR,由E=Blv得A、B兩端的電勢(shì)差為4BωR2,故選C. 3.(單選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路,如圖所示,已知C=30 μF,L1=5 cm,L2=8 cm,磁場(chǎng)以510-2 T/s的速率增加,則( ) A.電容器上極板帶正電,帶電荷量為610-5 C B.電容器上極板帶負(fù)電,帶電荷量為610-5 C C.電容器上極板帶正電,帶電荷量為610-9 C D.電容器上極板帶負(fù)電,帶電荷量為610-9 C 解析:選C.電容器兩極板間的電勢(shì)差U等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E,由法拉第電磁感應(yīng)定律,可得E=L1L2=210-4 V,電容器的帶電荷量Q=CU=CE=610-9 C,再由楞次定律可知上極板的電勢(shì)高,帶正電,故選C. 4.(單選)如圖,一個(gè)半徑為L(zhǎng)的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v在水平U形框架上勻速滑動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,回路電阻為R0,半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r,其余電阻不計(jì),則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及AB之間的電動(dòng)勢(shì)差分別為( ) A.BLv B.πBLv BLv C.BLv 2BLv D.2BLv 解析:選D.AB的等效長(zhǎng)度是直徑2L,故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BLv,AB間的電勢(shì)差是外電壓,根據(jù)閉合電路歐姆定律,U=R0=.故選D. 5.(單選)物理實(shí)驗(yàn)中常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電荷量,如圖所示,探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.已知線圈匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,開(kāi)始線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180,沖擊電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量為q,由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為( ) A. B. C. D. 解析:選A.q=Δt=Δt=n=n=n,所以B=.故選A. 6.(多選)(2013武漢外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二檢測(cè))如圖所示,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線間的距離為l.金屬圓環(huán)的直徑也是l.圓環(huán)從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.則下列說(shuō)法正確的是( ) A.感應(yīng)電流的大小先增大后減小再增大再減小 B.感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針后順時(shí)針 C.金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右 D.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值=πBlv 解析:選AB.在圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)圓環(huán)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?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,感?yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,有效長(zhǎng)度先增大后減小,所以感應(yīng)電流先增大后減小,同理可以判斷出磁場(chǎng)時(shí)的情況,A、B兩項(xiàng)正確;根據(jù)左手定則可以判斷,進(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力都向左,C項(xiàng)錯(cuò)誤;進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值===πBlv,D項(xiàng)錯(cuò)誤.故選AB. 7.(單選)如圖所示,用粗細(xì)均勻的阻值為R的金屬絲做成面積為S的圓環(huán),它有一半處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)均勻變化,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率=k(k>0).a(chǎn)b為圓環(huán)的一條直徑,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì) C.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 D.圖中a、b兩點(diǎn)間的電壓大小為kS 解析:選C.由變化率=k(k>0)可知磁場(chǎng)均勻增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,圓環(huán)具有收縮的趨勢(shì),A、B錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E==,所以圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為,C正確;圓環(huán)處于磁場(chǎng)內(nèi)的一半相當(dāng)于電源,外面的一半相當(dāng)于外電路,題圖中a、b兩點(diǎn)間的電壓是路端電壓,應(yīng)為kS,D錯(cuò)誤.故選C. ☆8.(單選)(2013余杭實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測(cè))一閉合圓形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈的軸線與磁場(chǎng)方向成30角,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化.在下列方法中,能使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是( ) A.把線圈匝數(shù)增大一倍 B.把線圈面積增大一倍 C.把線圈半徑增大一倍 D.把線圈匝數(shù)減少到原來(lái)的一半 解析:選C.設(shè)感應(yīng)電流為I,電阻為R,匝數(shù)為n,線圈半徑為r,線圈面積為S,導(dǎo)線橫截面積為S′. 由法拉第電磁感應(yīng)定律知E=n=n 由閉合電路歐姆定律知I= 由電阻定律知R=ρ 則I=cos 30. 其中、ρ、S′均為恒量,所以I∝r,故選C. ☆9.(多選)如圖所示,三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB,在外力作用下,使AB保持與OF垂直,以速度v勻速?gòu)腛點(diǎn)開(kāi)始右移,若導(dǎo)軌與金屬桿均為粗細(xì)相同的同種金屬制成,則下列判斷正確的是( ) A.電路中的感應(yīng)電流大小不變 B.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變 C.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大 D.電路中的感應(yīng)電流逐漸減小 解析:選AC.導(dǎo)體桿從O開(kāi)始到如題圖所示位置所經(jīng)歷時(shí)間設(shè)為t,∠EOF=θ,則導(dǎo)體桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度l⊥=OBtan θ,故E=Bl⊥v⊥=Bvvttan θ=Bv2ttan θ,即電路中電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比,C正確;電路中電流 I== 而l=△OAB的周長(zhǎng)=OB+AB+OA=vt+vttan θ+=vt 所以I==恒量,所以A正確.故選AC. 二、非選擇題 10.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線下懸掛一小球,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓錐擺運(yùn)動(dòng),圓錐的偏角為θ,擺球的角速度為ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。? 解析:導(dǎo)體在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線本身與磁場(chǎng)不垂直,應(yīng)考慮切割磁感線的有效長(zhǎng)度. 導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)′=Lsin θ, 據(jù)E=BL′2ω知,電動(dòng)勢(shì)E=BL2ωsin2θ. 答案:BL2ωsin2θ 11.(2013東城高二檢測(cè))如圖甲所示,回路中有一個(gè)C=60 μF的電容器,已知回路的面積為1.010-2 m2,垂直穿過(guò)回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示,求: (1)t=5 s時(shí),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì); (2)電容器上的電荷量. 解析:(1)由題圖可知:在前6 s內(nèi)= T/s, E==S=0.6710-2 V. (2)電容器的電量Q=CE,Q=410-7 C. 答案:(1)0.6710-2 V (2)410-7 C ☆12.如圖所示,PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻R1和R2,且R1=6 Ω,ab導(dǎo)體的電阻為2 Ω,在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng),垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T.現(xiàn)ab以恒定速度v=3 m/s勻速向右移動(dòng),這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等,求: (1)R2的阻值; (2)R1與R2消耗的電功率. 解析:(1)內(nèi)外功率相等,則內(nèi)外電阻相等 =2 Ω 解得R2=3 Ω. (2)棒切割磁感線,相當(dāng)于電源, E=BLv=113 V=3 V 總電流I== A=0.75 A 路端電壓U=IR外=0.752 V=1.5 V P1== W=0.375 W P2== W=0.75 W. 答案:(1)3 Ω (2)0.375 W 0.75 W 111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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