高二物理教案-随堂练习 电磁感应 复习与随堂 提高.doc

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1、【巩固练习】一、选择题1如图所示，水平放置的光滑导轨MN、PQ足够长，两导轨放于竖直向上的匀强磁场中，长为L的导体AB和CD分别以速度v1和v2向左、向右两个方向匀速运动。关于ABCDA电路中的感应电动势的计算和感应电流方向的判断，下列说法中正确的是（ ） A可以根据两导体的运动情况求出单位时间内电路面积的改变等，再由法拉第电磁感应定律求出回路的电动势 B可以先求得两导体做切割磁感线运动各自产生的感应电动势，再由电源串联规律求出曰路总的电动势 C电路中感应电流的方向既可以用楞次定律判断，也可以用右手定则判断 D电路中感应电流的方向只能用右手定则判断2下图中，金属棒中有感应电动势的是（ ） 3(

2、2014 焦作一模)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R10 的电阻。一阻值R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V4半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是 （ ） A增大电容器两极板间的距离 B

3、增大磁感应强度的变化率 C减小线圈的半径 D改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角5如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（aOb=90）时，a、b两点的电势差为（ ）A B C D6如图所示是磁悬浮的原理图，图中P是柱形磁铁，Q是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环Q水平放在磁铁P上，Q就能在磁力的作用下悬浮在磁铁P的上方，下列叙述正确的是（ ） AQ放入磁场的过程中将产生感应电流，稳定后感应电流消失 BQ放入磁场的过程中将产生感应电流，稳定后感应电流仍存在 C如果P的N极朝上，Q中感应电流的方向如图所示 D如果

4、P的S极朝上，Q中感应电流的方向与图中所示的方向相反7在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈中产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，如图所示方案可行的是（ ） 8(2014 汕头质检)如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()A线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力F

5、N将增大9如图所示，质量为m、边长为L的正方形线框从某一高度自由落下后，通过一高度也为L的匀强磁场区域。则线框通过磁场过程中产生的焦耳热（ ） A可能大于2mgL B可能等于2mgL C可能小于2mgL D可能为零10图中A是一边长为的正方形线框，电阻为R。今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域。若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线（见图）为（ ） 二、填空题11如图所示，在水平金属导轨上有电阻R=0.1，金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路、，两条导轨间距离1=40 cm，矩形中导轨长2=50 c

6、m，导轨区域处于与水平面成30角的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律是B=(2+0.2t)T。若t=10 s时，ab仍静止，导轨与ab的电阻不计，则这时流经ab的电流I=_，ab所受摩擦力为_。12如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺的导线补接完整。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有： 将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_； 原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_。 （3）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将 A因电路不闭合，无电磁感应现象

7、B有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C不能用楞次定律判断感应电动势方向 D可以用楞次定律判断感应电动势方向 （4）如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为 A原线圈通入顺时针方向电流，且正从副线圈中取出 B原线圈通入顺时针方向电流，且其中铁心正被取出 C原线圈通入顺时针方向电流，且将可变电阻器阻值调小 D原线圈通入逆时针方向电流，且正在断开电源三、解答题13一个10匝的闭合线圈的总电阻为0.5，线圈的面积为10 cm2，有一垂直于线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的情况如图所示，求： （1）00.2 s内线圈的磁通量的变化率。 （2

8、）00.4 s内线圈中产生的热量。14边长=10 cm、匝数n=2匝、质量m=0.1 kg的正方形闭合线圈，其总电阻R=0.1，从水平匀强磁场上方的某一高度h处由静止开始自由下落，磁场上、下边缘间高度也为，磁感应强度B=0.5 T，如图所示，线圈进入磁场时，线圈平面与磁场垂直。要使线圈进入磁场后做匀速运动，线圈开始下落的高度h是多少？线圈穿越磁场的时间t是多少？（g取10 ms2）15如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽0.5 m，框电阻不计，匀强磁场磁感应强度为1 T，方向与框面垂直，金属棒MN电阻为1、质量为0.1 kg，无初速度地释放并与框保持良好接触地竖直下落，从释放到达最大速度

9、的过程中，通过棒某一截面的电荷量为2 C。求：此过程中回路产生的电能。（空气阻力不计，g取10 ms2）16（2014 汕头模拟）如图所示，质量为M的导体棒ab的电阻为r，水平放在相距为l的竖直光滑金属导轨上导轨平面处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为d的平行金属板导轨上方与一可变电阻R连接，导轨电阻不计，导体棒与导轨始终接触良好重力加速度为g（1）调节可变电阻的阻值为R1=3r，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，将带电量为+q的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间，恰好能匀速通过求棒下滑的速率v和带电微粒的质量m（2）改变可变电阻的阻值为R2=4

10、r，同样在导体棒沿导轨匀速下滑时，将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板间，若微粒最后碰到金属板并被吸收求微粒在金属板间运动的时间t【答案与解析】一、选择题1【答案】ABC 【解析】根据法拉第电磁感应定律、导体切割磁感线运动产生电动势的计算及电路分析知，A、B项均正确；任何情况下感应电流方向均可由楞次定律判断，导体切割磁感线运动时产生的感应电流方向亦可由右手定则判断，右手定则是楞次定律的特殊形式，C正确，D错误。本题正确选项为A、B、C。2【答案】AD 【解析】B、C两种情况金属棒不切割磁感线，不产生感应电动势，A、D两种情况金属棒切割磁感线，产生感应电动势。3【答案】BD【解析】由右手定则可知

11、ab中电流方向为ab，A错误。导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势EBlv，ab为电源，cd间电阻R为外电路负载，de和cf间电阻中无电流，de间无电压，因此cd和fe两端电压相等，即UR1 V，B、D正确，C错误。4【答案】B 【解析】由Q=CU、分析可得增大磁感应强度变化率，增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A、D间电压，从而使Q增大，所以B项正确。5【答案】D 【解析】整个圆环电阻是r，其外电阻是圆的，即磁场外的部分，而磁场内切割磁感线的有效长度是，其相当于电源，根据欧姆定律可得，D正确。6【答案】B 【解析】当超导圆环靠近柱形磁铁的磁极时，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，感应电

12、流的磁场阻碍磁通量的增加，与原磁场反向，斥力使超导线圈悬浮起来，稳定后超导线圈中电流依然存在，这是因为其电阻为零，故选项B正确。7【答案】D 【解析】在D选项中，S闭合，二极管不导通，线圈中有由小到大的电流，稳定后电流保持不变；断开S，二极管与线圈L构成回路，二极管处于导通状态，可避免开关S处产生电弧。8【答案】AD【解析】通过螺线管b的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律，a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视

13、逆时针方向，故A正确；由于线圈b中的电流增大，产生的磁场增强，导致穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；根据楞次定律，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a缩小，线圈a对水平桌面的压力增大，C选项错误，D选项正确。9【答案】ABC 【解析】因磁场的宽度也是L，则线框在下落时总是只有一条边在切割磁感线，当线框在磁场中做匀速运动时，由能量转化守恒知，动能不变，重力势能全部转化为内能，即为2mgL；若线框通过磁场过程中所受的安培阻力大于重力，则线框做减速运动，动能有一部分转化为内能，则产生热量大于2mgL；若线框通过磁场过程中，所受安培阻力小于重力，则线框做加速运动，重力势能部分转化为动能，则产生热量小

14、于2mgL。10【答案】B 【解析】本题的速解方法可称为“能量守恒法”，由于线框进、出磁场时都产生感应电流，都有电能产生。根据能量守恒定律，在此过程中外力必对线框做正功。可知两次外力方向都为正。根据线框的平衡条件能立即推知线框进、出磁场时所受安培力的方向都为负，所以选项B正确。二、填空题11【答案】0.2A 0.16 N 【解析】， ，ab棒所受安培力，由棒受力图（如图所示）和平衡条件可得，ab棒所受摩擦力为f=Fsin30=0.16 N。12【答案】（1）如图所示 （2）向右偏转一下 向左偏转一下 （3）BD （4）AB 【解析】（2）依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向

15、的关系来判定，则向右偏转一下；向左偏转一下。（3）穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。因电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势，要产生感应电流，电路要求必须闭合。故答案选B、D。（4）副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小（或磁通量减小）肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增加（或磁通量增加），则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。三、解答题13【答案】（1）0.01 Wbs （2）8103 J【解析】（1）00.2

16、 s内磁通量的变化率。（2）00.2 s和0.2 s0.4 s产生的热量相同，。14【答案】h=5 m t=0.02 s【解析】线框在进入磁场前做自由落体运动，由动能定理，有，则线圈进入磁场做匀速运动的速度为：，线圈在磁场中，一个边切割磁感线，产生的感应电动势为：，由闭合电路欧姆定律可知，线圈中的电流为，线圈穿过磁场受到的安培力为：，线圈匀速运动，重力与安培力平衡得F=mg，由以上各式联立，求得：h=5 m，v=10 m / s。（2）线圈穿过磁场的位移x=2，所以：。15【答案】3.2 J 【解析】通过导体横截面的电荷量，又因为速度达到最大时a=0，而，。下落过程中重力势能转化为棒的动能和电能，故 16【答案】（1） （2）【解析】（1）棒匀速下滑，由平衡条件，得： 由闭合电路欧姆定律，回路中的电流 将R1=3r代入，解得棒下滑的速率 金属板间的电压 带电微粒在板间匀速运动，有 联立解得带电微粒的质量 （2）导体棒沿导轨匀速下滑，回路电流保持不变，金属板间的电压 电压增大使微粒射入后向上偏转，有 联立解得微粒在金属板间运动的时间