2019_2020学年高中物理第4章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律同步作业含解析新人教版选修3_2.doc

《2019_2020学年高中物理第4章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律同步作业含解析新人教版选修3_2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高中物理第4章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律同步作业含解析新人教版选修3_2.doc（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第4节 法拉第电磁感应定律基础训练1一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，若想使线圈中的感应电流增大一倍，下列方法可行的是()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解析根据EnnS求感应电动势若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，选项A错误；若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻变为原来的倍，电流变为原来的倍，选项B错误；同理分析，选项C错误，D正确2如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动

2、势大小变化情况是()A越来越大B越来越小C保持不变D无法判断C解析棒ab水平抛出后，其速度越来越大，但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势，故EBlv0保持不变3如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()ABCDB解析根据法拉第电磁感应定律公式可知，EnnS，其中，有效面积为Sa2，代入数据得En，选项A、C、D错误，B正确4如图所示，间距为L的平行金属导轨上有一电阻为r的金属棒ab与导轨接触良好，导轨一端连接电阻R，其他电阻不计，磁感应强度为B，当

3、金属棒ab以速度v向右匀速运动时，下列说法正确的是()A电阻R两端的电压为BLvBab棒受到的安培力的方向向左Cab棒中电流大小为D回路中电流为顺时针方向B解析R两端电压为，ab棒中电流I，由楞次定律判断回路中电流为逆时针方向，由左手定则可知ab棒受到的安培力方向向左，故选项B正确5(多选)如图所示，垂直于纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面内、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以速度v、3v匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中()A导体框中产生的感应电流的方向相同B导体框中产生的电热相同C导体框ad边两端的电势差相同D通过导体框截面的电荷量相同AD解析由

4、楞次定律知，从两个方向移出磁场的过程中感应电流方向都是adcba，选项A正确以速度v拉出磁场时，cd边等效为电源，E1 Blv, I1，t，产生的电热Q1IRt，ad边电势差UadI1，通过的电荷量q1I1t；以3v拉出磁场时，ad边等效为电源，Q2 ，Uda，q2，选项B、C错误，D正确6如图所示，一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持在水平方向上且与磁场方向垂直，则有()AUab0Bab，Uab保持不变Cab，Uab越来越大Daa，由UbaEBlv及棒自由下落时v越来越大，可知Uba越来越大，故选项D正确7如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁

5、场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0，使该导线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使导线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()ABCDC解析线圈匀速转动过程中，电阻为r，半径为R，I；要使线圈产生相同电流，I，所以，选项C正确8(多选)如图所示，金属弯折型导轨COD上放有一根金属棒MN.拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的()A感应电动势保

6、持不变B感应电流保持不变C感应电动势逐渐增大D感应电流逐渐增大BC解析根据法拉第电磁感应定律，导体切割磁感线运动产生的感应电动势EBLv，有效切割长度L随时间均匀增大，所以感应电动势随时间均匀增大；组成闭合回路的导线长度随时间均匀增大，根据电阻定律知电路总电阻也随时间均匀增大，所以感应电流不变，选项B、C正确能力提升9(多选)用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示当磁场以的变化率增强时，则()A线圈中感应电流方向为acbdaB线圈中产生的电动势EC线圈中a点电势高于b点电势D线圈中a，b两点间的电势差为AB解析根据楞次定律可知，选项A正确；线圈

7、中产生的电动势E，选项B正确；线圈中的感应电流沿逆时针方向，所以a点电势低于b点电势，选项C错误；线圈左边的一半导线相当于电源，右边的一半导线相当于外电路，a、b两点间的电势差相当于路端电压，其大小为U，选项D错误10(多选)如图所示，abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的矩形线框，导体棒MN有电阻，可在ad与bc边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，在MN由靠近ab边处向dc边匀速滑动的过程中，下列说法正确的是()A矩形线框消耗的功率先减小后增大BMN导体棒中的电流先减小后增大CMN导体棒两端的电压先减小后增大DMN导体棒上拉力的功率先减小后增大BD解析导体棒MN匀速滑动

8、，产生感应电动势E，其等效电路图如图所示，矩形线框中消耗电功率相当于电源输出功率，所以当外电路电阻等于导体棒MN电阻时，线框中消耗功率最大，由于无法比较两者电阻大小关系，故选项A错误当两边电阻相等，即R1R2时，线框总电阻最大，电流最小，导体棒MN两端电压最大，等效电源的电功率最小，故选项B、D正确，C错误11. 如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面磁感应强度B随时间变化的规律是B(60.2t) T，已知电路中的R14 ，R26 ，电容C30 F，线圈的电阻不计，求：(1)闭合S一段时间后，通过R2的电流大小及方向；(2)闭合S一段时间后，再断开S，S

9、断开后通过R2的电荷量解析(1)由于磁感应强度随时间均匀变化，根据B(60.2t) T，可知0.2 T/s，所以线圈中感应电动势的大小为EnnS1000.20.2 V4 V.通过R2的电流大小为I A0.4 A，由楞次定律可知电流的方向为自上而下通过R2.(2)闭合S，电容器充电，一段时间后，电路稳定，此时两板间电压U2IR20.46 V2.4 V.再断开S，电容器将放电，通过R2的电荷量就是电容器原来所带的电荷量QCU2301062.4 C7.2105C答案(1)0.4 A由上向下通过R2(2)7.2105 C12如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ水平放置且间距L0.3 m，导轨电阻

10、忽略不计，其间连接有阻值R0.8的定值电阻，开始时在导轨上放置着垂直导轨的金属棒ab，金属棒质量为m0.1 kg、电阻r0.4，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.1，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.5 T，金属棒ab在与之垂直的水平外力F作用下由静止开始运动，理想电压传感器即时采集电压U并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示，g取10 m/s2.求：(1)金属棒1.0 s内通过的位移；(2)1.0 s末拉力F的瞬时功率；(3)若3.0 s内电阻R上产生的热量是0.45 J，则外力F做的功是多少？解析(1)由题图乙知，Ukt0.2t (V)，金

11、属棒切割磁感线产生的感应电动势为EBLv ，电压表示数即R两端的电压UEBLv，由题图乙可知，U与t成正比，则v与t成正比，金属棒做匀加速直线运动，则U0.1at，由题图乙可知t4 s时，U0.8 V.联立解得a2 m/s2.金属棒在1.0s内的位移xat2212 m1 m.(2)1.0 s末金属棒的速度vat21 m/s2 m/s，对金属棒由牛顿第二定律得FmgF安ma，安培力F安BIL N0.037 5 N，代入数据解得F0.337 5 N，10 s末拉力F的瞬时功率PFv0.337 52 W0.675 W.(3)若3.0 s内电阻R上产生的热量是QR0.45 J，则金属棒产生的热量是QrQR0.45 J0.225 J，30 s内金属棒的位移xat232 m9 m，30 s末金属棒的速度为vat323 m/s6 m/s，根据功能关系得外力F做的功WQrQRmgxmv2，代入数据解得W3.375 J.答案(1)1 m(2)0.675 W(3)3.375 J7