2.2法拉第电磁感应定律 同步练习(Word版含解析) (2).docx
《2.2法拉第电磁感应定律 同步练习(Word版含解析) (2).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2.2法拉第电磁感应定律 同步练习(Word版含解析) (2).docx(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、鲁科版(2019)选择性必修第二册2. 2法拉第电磁感应定律一、单选题1.由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相 等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内 从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区 域,磁场的上边界水平,如图所示。不计空气阻力,已知下落过程中线圈始终平行于 纸面,上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,不可能出现的 是()甲 乙 XXXXXXXXXXXXXXXA.甲和乙都加速运动B.甲和乙都减速运动C.甲和乙都匀速运动D.甲减速运动,乙加速运动2.如图所示,左端接有
2、阻值为及的定值电阻且足够长的平行光滑导轨CE、。厂的间距 为L导轨固定在水平面上,且处在磁感应强度为8、竖直向下的匀强磁场中,一质量 为2、电阻为的导体棒仍垂直导轨放置且静止,导轨的电阻不计。某时刻给导体棒 一个水平向右的瞬时冲量/,导体棒将向右运动,最后停下来,则此过程中xC Xx| xXXXEXXXXXXXXXX)x X 力X X XA.导体棒做匀减速直线运动直至停止运动B.电阻火上产生的焦耳热为2mC.通过导体棒/横截面的电荷量为上XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XX XX XX XX XX XX XX XX XL 22.在如图1所示的电路中,螺线管匝数 = 1
3、500匝,横截面积S = 20cm2,螺线管导线电阻 = 0.60。,为=4.0。,& =6.0。穿过螺线管的磁场的磁感应强度8随时间的变化规律如图2所示。求:(1)螺线管中产生的感应电动势瓦nMUJ2 A0 86 2 o 1 oooo2.01.0ffl2(2)电阻飞、宠2消耗的总电功率P。23 .如图所示,相距为的两条足够长的平行金属导轨MN、P。与水平面的夹角为 仇N、。两点间接有阻值为火的电阻。整个装置处于磁感应强度为3的匀强磁场中, 磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆4垂直放在导轨上, 若已知金属杆与导轨之间的动摩擦因数为。现用沿导轨平面向上的恒定外力/作用 在金
4、属杆上,使由静止开始沿导轨向上运动,求的最大加速度和最大速度。24 .如图所示,倾斜平行金属导轨A8与C。间的距离为23导轨平面与水平面间的 夹角8 = 37。,足够长的水平平行导轨EF与G间的距离为3两组导轨间由导线相连 并固定,图中虚线以下的倾斜导轨和水平导轨均处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中(图中未画出),两磁场磁感应强度大小为从 导体棒人垂直放置在水平导轨上,现将 导体棒。从虚线上方距虚线L处垂直于导轨由静止释放,两根匀质导体棒质量均为 加,接入电路中的电阻均为凡 不计其他各处电阻,导体棒Q未到两组导轨连接处时已 达到稳定状态。已知倾斜导轨虚线以上部分和水平导轨均光滑,导体棒Q与倾斜导
5、轨 虚线以下部分间的动摩擦因数=。75,导体棒与导轨接触良好,sin37 = 0.6, cos37 = 0.8,重力加速度为g。求:(1)导体棒6在磁场中运动的最大加速度;(2)导体棒。在倾斜导轨上达到稳定状态时导体棒b的速度大小;(3)导体棒。经过两组导轨连接处(无能量损失)之后通过导体棒。的电荷量及导体 棒a上产生的热量。参考答案:1. D【解析】【详解】 设线圈下边到磁场上边界的高度为,线圈的边长为/,则线圈下边刚进入磁场时,有v = yl2gh感应电动势为E=nBlv两线圈材料相同(设密度为o),质量相同(设为加),则m=pox4nlS设材料的电阻率为小 则线圈电阻4nl6nli2 p
6、pq感应电流为.E mBv1 = =R 16nlppo所受安培力为,mB2v FnBIl-16m由牛顿第二定律有mgF=ma联立解得B2vFa = g= g-m加速度与线圈的匝数、横截面积无关,则甲和乙进入磁场时,具有相同的加速度。52B2yBv当一时,甲和乙都加速运动,当一时,甲和乙都减速运动,当一 16ppo16ppo16ppo时,甲和乙都匀速运动,故不可能出现的运动选D。2. C【解析】【详解】答案第1页,共19页A.导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线,回路中出现感应电流,导体棒仍受到向左的安培力,向右减速运动,由B2Iv=maR + r可知,由于导体棒速度减小,则加速度减小,所以导
7、体棒做的是加速度越来越小的减速运动直至停止运动,A错误;B.导体棒减少的动能根据能量守恒定律可得又根据串并联电路知识可得B错误;C.根据动量定理可得Ek = Q总2m-BILt = Q-mvI = mv可得C正确;D.由于将BL- E BLx= 14 =R +厂R + r R + rBL代入可得,导体棒时运动的位移/(R + r)入=9?B21D错误。故选Co答案第2页,共19页3. B【解析】【详解】线圈进入磁场过程,由动量定理Bia t = BciI t = Baq = mvmv()线圈离开磁场过程,由动量定理VBia- t =I t = Baq2 = mvf mvA由于线圈进出磁场过程磁
8、通量的变化大小相等,由q =彳有Aq、=%联立可得V - v0 = vz - V解得M = 2u 一 %选项B正确,ACD错误;故选B。4. B【解析】【详解】A.当回路中有感应电流,根据右手定则,从上向下看,流过导体棒的感应电流沿逆时针 方向,即导体棒两端的感应电动势沿逆时针方向,故A错误;B.当导体棒以速度丫匀速运动时,导体棒不受安培力,回路中没有感应电流,感应电动势 与电源的电动势等大反向,即 BLvE =sin 53可得4Ev 5BL故B正确;C.当导体棒的速度为时,反电动势答案第3页,共19页= BLu0 4回路中的电流为E Eq 4-E 5 BLu1 R 4R故C错误;D.当反电动
9、势为4,回路电流为/时,由R改写为IR = E E。进一步可得I2R = EI-EqI故D错误。故选B。5. C【解析】【详解】ABC.当金属框在恒力厂作用下向右加速运动时,be边产生从。向b的感应电流3金属 框的加速度大小为则有FBilMaiMN中感应电流从“流向N,在安培力作用下向右加速运动,加速度大小为则有Bil=ma2当金属框和N都运动后,金属框速度为w, MN速度为丫2,则电路中的感应电流为i=BI(92 l R感应电流从0开始增大,则念从零开始增加,从与开始减小,加速度差值减小。当0 M=Q2时,得F=aFa=M + m恒定,由答案第4页,共19页F 友=ma可知,安培力不再变化,
10、则感应电流不再变化,根据瓦(匕一彩)I R知金属框与的速度差保持不变,uZ图像如图所示,故A、B错误,C正确;D.与金属框的速度差不变,但MV的速度小于金属框的速度,则到金属框be边的距离越来越大,故D错误。故选C。O6. B【解析】【详解】 当圆环运动到题中图示位置时,根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为Gr,产 生的感应电动势E = y/3BRv设圆环的总电阻为K总,电路中的电流圆环处于题中图示位置时,外电路的电阻值根据欧姆定律可知U = /% = BRv根据右手定则可知,。点的电势高于b点的电势,则圆两点的电势差答案第5页,共19页 故选B。7. B【解析】【详解】C.线圈在该位置
11、磁通量为0,但磁通量的变化率最大,感应电动势最大,c错误;AD.在该位置回路电流最大,必边受到的安培力和cd边受到的安培力大小相等,仍边和命边的电流方向和磁场方向平行,受到的安培力为0, A、D错误; b.必边切割磁感线的速度是边切割磁感线速度的!,根据E=BLv仍边的动生电动势是边动生电动势的;,B正确。故选Bo8. C【解析】【详解】根据电磁感应定律,可得L AE-t可知,一,图像的斜率代表感应电动势,=0时刻,最大,e=0, ABD错误,C正 确。故选C。9. C【解析】【详解】A.由楞次定律可知,在02/o的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向,故A错 误;B.感应电流始终沿顺时针
12、方向,由左手定则可知,在02%的时间间隔内线圈受到的安培 力先向下后向上,故B错误;C.由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势_ 必 nSB1 ? B。E = n-广tt2八答案第6页,共19页由欧姆定律可知,在07。的时间间隔内线圈中感应电流的大小E n兀户B。故C正确;D.由题图乙所示图像可知,在|%时磁感应强度大小线圈所受安培力大小n1兀户B;F=BIL=9%R故D错误。故选C。10. D【解析】【详解】A.当金属棒最大速度时受力平衡,根据平衡条件有BILcos =mgsin3解得B2L2vmcos26 .召=m2 sin 0R + r 代入数据解得vw=7.5m/s故A错误;B.根据电荷
13、量的计算公式可得q = I bt其中小.R+ r (R + r)Af所以AOBLd cos 3q =/? + r /? + r代入数据解得q=L8C答案第7页,共19页故B错误;C.从开始下滑到达到最大速度过程中,对金属棒根据动能定理可得. 1 ?mgdsinO W = mvnr-Q代入数据解得克服安培力做的功少才25875J根据功能关系可得。=少交2.5875J故C错误;D.取沿导轨向下为正方向,根据动量定理可得mg t sin。一3 / tLcosO=mvm - 0其中7 片q=L8C代入数据解得Z=2.45s故D正确。故选D。11. C【解析】【详解】A.金属杆水平方向受到的拉力F =-
14、V受到的安培力 口正昌7777由牛顿第二定律F -F.庆-ma即p b2i3v=mav R + r随着速度y的增大,。减小,当。减小到。时,u最大,止匕时答案第8页,共19页D.导体棒运动的位移为万3.如图,光滑的水平面上,有垂直向下的匀强磁场分布在宽度为的区域内,现有一个边长为”的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑入最终又穿出磁场;线圈进入磁场后的速度为y”%),则()f L 3aX X X XX X X X X X X XX X X XA.完全离开磁场时的速度大于为-%B.完全离开磁场时的速度等于2v-%C.完全离开磁场时的速度小于2u-%D.以上情况均有可能4.用如图所示的电路来研
15、究反电动势,水平金属导轨通过开关和电池相连,匀强磁场 的磁感应强度8竖直向下,当开关闭合后,光滑导体棒由静止开始运动,与导轨始终 接触良好,导体棒最终以垂直导棒的速度u匀速运动,电池的电动势为,回路的总 电阻始终为凡 导轨的间距为L导棒与金属导轨的夹角始终为53。,sin530 = 0.8,下 列说法正确的是()A.导体棒两端的感应电动势的方向为ab4FB.电源的电动势与导棒速度的关系为u = ejdLc.当导体棒的速度为时,反电动势为/二;吕乙,回路中的电流为堂44/D.当反电动势为纥,回路的电流为/时,能量转化关系为仅+纥/ =5.如图,U形光滑金属框仍置于水平绝缘平台上,仍和de边平行,
16、和be边垂pi;R +r代入数据得最大速度% =5m/s故A错误;B.撤去拉力尸后,当v = 4 m/s时,得d? = 1.6m/s2故B错误;C.撤去拉力F杆只受安培力作用,由动量定理BILK = mv, q = IZ得mv q -BL= 2.5C故C正确;D.从撤去拉力尸到金属杆停下的整个过程,由能量守恒定律得回路中产生的总焦耳热金属杆上产生的热量Q = Q = 0.625Jr+7?故D错误。故选C。12. C【解析】【详解】A.在0,时间内,磁感应强度先向下减小再反向增大,由楞次定律可知,感应电流方向 不变,均由b-Q, A错误;B. 0g时间内,回路产生的感应电动势为答案第9页,共19
17、页= 2-SAZ 工2感应电流为R流过时边的电荷量为7 Tq = I 2联立可得现RB错误;C.因在07时间内任二出M T大小不变,则感应电流大小f E AB Q 4BSR MR TR不变,/边通过的电流大小恒定,故受到的安培力大小恒为F = B,IL联立可解得F = 4BB、SLRTC正确。TTD.在07时间内,由左手定则可知,仍边受到的安培力方向水平向左,7T时间内, 22/边的电流由6,受到的安培力方向水平向右,D错误;故选Co13. A【解析】【详解】由图乙可得速度随时间变化规律的数学表达式为,2%ufsin 于当导体棒向右运动时,由右手定则可知回路中产生逆时针方向的感应电流,二极管导
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2.2法拉第电磁感应定律 同步练习Word版含解析 2 2.2 法拉第 电磁感应 定律 同步 练习 Word 解析
限制150内