人教版選修4.4 法拉第電磁感應(yīng)定律 作業(yè).doc

4.4 法拉第電磁感應(yīng)定律 作業(yè)1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()a感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)b穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大c穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大d感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律en知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，a錯(cuò)感應(yīng)電動(dòng)勢正比于，與磁通量的大小無直接關(guān)系，b錯(cuò)誤，c正確根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，d錯(cuò)誤答案：c2.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖所示，在下列幾段時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢最小的是()a02 sb24 sc45 s d510 s解析：圖象斜率越小，表明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動(dòng)勢也就越小答案：d3如圖所示，一金屬彎桿處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，已知abbcl，當(dāng)它以速度v向右平動(dòng)時(shí)，a、c兩點(diǎn)間的電勢差為()ablv bblvsin cblvcos dblv(1sin )解析：公式eblv中的l應(yīng)指導(dǎo)體切割磁感線的有效長度，也就是與磁感應(yīng)強(qiáng)度b和速度v垂直的長度，因此該金屬彎桿的有效切割長度為lsin ，故感應(yīng)電動(dòng)勢大小為blvsin ，故選項(xiàng)b正確答案：b4一矩形線框置于勻強(qiáng)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(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原的兩倍接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)再將線框的面積均勻地減小到原的一半先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為()a12 b11c21 d41解析：設(shè)原磁感應(yīng)強(qiáng)度是b，線框面積是s.第1 s內(nèi)12bsbsbs，第2 s內(nèi)22b2bsbs.因?yàn)閑n，所以兩次電動(dòng)勢大小相等，b正確5.如圖所示，將直徑為d，電阻為r的閉合金屬環(huán)從勻強(qiáng)磁場b中拉出，這一過程中通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為()a. b.c. d.解析：n，故qttn.答案：a6.在勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路，如圖所示，已知c30 f，l15 cm，l28 cm，磁場以5102 t/s的速率增加，則()a電容器上極板帶正電，帶電荷量為6105 cb電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6105 cc電容器上極板帶正電，帶電荷量為6109 cd電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6109 c解析：電容器兩極板間的電勢差u等于感應(yīng)電動(dòng)勢e，由法拉第電磁感應(yīng)定律，可得el1l22104 v，電容器的帶電荷量qcuce6109c，再由楞次定律可知上極板的電勢高，帶正電，c項(xiàng)正確答案：c7.如圖所示，a、b兩閉合線圈用同樣導(dǎo)線繞成，a有10匝，b有20匝，兩圓線圈半徑之比為21.均勻磁場只分布在b線圈內(nèi)當(dāng)磁場隨時(shí)間均勻減弱時(shí)()aa中無感應(yīng)電流ba、b中均有恒定的感應(yīng)電流ca、b中感應(yīng)電動(dòng)勢之比為21da、b中感應(yīng)電流之比為12解析：只要穿過圓線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，因?yàn)榇艌鲎兓闆r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21，所以，感應(yīng)電流之比為12.因此正確答案是b、d.答案：bd8.如圖，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平線圈從水平面a開始下落已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時(shí)，線圈所受到的磁場力的大小分別為fb、fc和fd，則()afdfcfb bfcfdfbcfcfbfd dfcfbfd解析：線圈自由下落，到b點(diǎn)受安培力，線圈全部進(jìn)入磁場，無感應(yīng)電流，則線圈不受安培力作用，線圈繼續(xù)加速，到d點(diǎn)出磁場時(shí)受到安培力作用，由f知，安培力和線圈的速度成正比，d項(xiàng)對(duì)答案：d9.如圖所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對(duì)稱軸mn恰與磁場邊緣平齊若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，第二次讓線框繞軸mn以線速度v2勻速轉(zhuǎn)過90.若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢相等，則()av1v22 bv1v22cv1v212 dv1v221解析：將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，時(shí)間t1v1；讓線框繞軸mn以線速度v2勻速轉(zhuǎn)過90，角速度，時(shí)間t2，兩次過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢相等，t2t1，解得v1v22，選項(xiàng)a正確答案：a10.如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)0.50 m，左端接一電阻r0.20 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.40 t的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以v4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：(1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的大?。?2)回路中感應(yīng)電流的大?。?3)ab棒中哪端電勢高；(4)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力f的大小解析：(1)ab棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢eblv0.400.504.0 v0.80 v(2)感應(yīng)電流的大小i a4.0 a(3)ab相當(dāng)于電，根據(jù)右手定則知，a端電勢高(4)ab棒受安培力fbil0.44.00.50 n0.80 n由于ab以v4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)，故外力的大小也為0.8 n答案：(1)0.80 v(2)4.0 a(3)a端高(4)0.8 n11.一個(gè)邊長a1 m的正方形線圈，總電阻r2 ，當(dāng)線圈以v2 m/s的速度通過磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t的勻強(qiáng)磁場區(qū)域時(shí)，線圈平面總保持與磁場垂直若磁場的寬度b1 m，如圖所示，求：(1)線圈進(jìn)入磁場過程中感應(yīng)電流的大?。?2)線圈在穿過整個(gè)磁場過程中釋放的焦耳熱解析：(1)根據(jù)eblv，i，知i a0.5 a(2)線圈穿過磁場過程中，b1 m，故只在進(jìn)入和穿出時(shí)有感應(yīng)電流，有q2i2rt2i2r20.522 j0.5 j答案：(1)0.5 a(2)0.5 j12如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l，長為3d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為r，其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度為g.求：(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱q.解析：根據(jù)平衡條件、法拉第電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律解題(1)在絕緣涂層上：導(dǎo)體棒受力平衡，則mgsi