20192020學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)4法拉第電磁感應(yīng)定律練習(xí)含解析新人教選修32

20192020學(xué)年高中物理第四章電磁感覺(jué)4法拉第電磁感覺(jué)定律練習(xí)含解析新人教版選修3220192020學(xué)年高中物理第四章電磁感覺(jué)4法拉第電磁感覺(jué)定律練習(xí)含解析新人教版選修3220192020學(xué)年高中物理第四章電磁感覺(jué)4法拉第電磁感覺(jué)定律練習(xí)含解析新人教版選修324法拉第電磁感覺(jué)定律課后篇堅(jiān)固提高基礎(chǔ)堅(jiān)固1.(多項(xiàng)選擇)以以下圖,閉合開(kāi)關(guān)S,將條形磁鐵插入閉合線圈,第一次用時(shí)0.2s,第二次用時(shí)0.4s,而且兩次磁鐵的初步和停止地點(diǎn)同樣,則()A.第一次線圈中的磁通量變化較快B.第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大C.第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大D.若斷開(kāi)S,電流表G均不偏轉(zhuǎn),故兩次線圈兩頭均無(wú)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)解析兩次磁通量變化同樣,第一次時(shí)間短,則第一次線圈中磁通量變化較快,故A正確。感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比,磁通量的變化率大,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大,產(chǎn)生的感覺(jué)電流大,故B正確,C錯(cuò)誤。斷開(kāi)開(kāi)關(guān),電流表不偏轉(zhuǎn),故感覺(jué)電流為零,但感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)不為零,故D錯(cuò)誤。應(yīng)選A、B。答案AB2.以以下圖,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將一個(gè)水平擱置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,金屬棒向來(lái)保持水平,則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小將()A.愈來(lái)愈大B.愈來(lái)愈小C.保持不變D.沒(méi)法確立解析金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng),水平速度不變,且水平速度即為金屬棒垂直切割磁感線的速度,故感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)保持不變。答案C3.以下各圖中,同樣的條形磁鐵穿過(guò)同樣的線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大的是()解析感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小為E=n=n,A、B兩種狀況磁通量變化量同樣,C中ΔΦ最小,D中ΔΦ最大,磁鐵穿過(guò)線圈所用的時(shí)間A、C、D同樣且小于B所用的時(shí)間,因此D選項(xiàng)正確。答案D4.以以下圖,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中。在Δt時(shí)間內(nèi),磁感覺(jué)強(qiáng)度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B。在此過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為()A.B.C.D.解析線圈中產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E=n=n··S=n·,選項(xiàng)B正確。答案B5.以以下圖,平行金屬導(dǎo)軌的間距為d,一端跨接一阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里,一根長(zhǎng)直金屬棒與導(dǎo)軌成60°角擱置,且接觸優(yōu)秀,則當(dāng)金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導(dǎo)軌滑行時(shí),其余電阻不計(jì),電阻R中的電流為()A.B.C.D.解析導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度是l=,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,R中的電流為I=。聯(lián)立解得I=。答案A6.以以下圖,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長(zhǎng)為R,且OBA三點(diǎn)在一條直線上,有一磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直,那么AB兩頭的電勢(shì)差為()A.BωR2B.2BωR2C.4BωR2D.6BωR2解析A點(diǎn)線速度vA=ω·3R,B點(diǎn)線速度vB=ω·R,AB棒切割磁感線的均勻速度=2ω·R,由E=Blv得A、B兩頭的電勢(shì)差為4BωR2,C正確。答案C7.以以下圖,邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感覺(jué)強(qiáng)度為B,初始時(shí)辰線框所在平面與磁感線垂直,經(jīng)過(guò)t時(shí)辰轉(zhuǎn)過(guò)120°角,求:(1)線框內(nèi)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間段內(nèi)的均勻值;(2)轉(zhuǎn)過(guò)120°角時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的瞬市價(jià)。解析(1)設(shè)初始時(shí)辰線框向紙外的一面為正面,此時(shí)磁通量Φ1=-Ba2,磁感線從反面穿入,t時(shí)辰后Φ2=Ba2,磁感線從正面穿出,磁通量的變化量為ΔΦ=,則。(2)由公式E=Bavsinθ,v=,θ=120°,因此E=。答案(1)(2)能力提高1.以以下圖,一金屬?gòu)潡U處在磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知ab=bc=L,當(dāng)它以速度v向右平動(dòng)時(shí),a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()A.BLvB.BLvsinθC.BLvcosθD.BLv(1+sinθ)解析導(dǎo)體桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)sinθ,故B正確。答案B2.(多項(xiàng)選擇)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的關(guān)系圖象以以下圖,則()A.在t=0時(shí)辰,線圈中磁通量最大,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)也最大B.在t=1×10-2s時(shí)辰,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大C.在t=2×10-2s時(shí)辰,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為零D.在0~2×10-2s時(shí)間內(nèi),線圈中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的均勻值為零解析由法拉第電磁感覺(jué)定律知E∝,故t=0及t=2×10-2s時(shí)辰,E=0,A錯(cuò),C對(duì);t=1×10-2s時(shí)E最大,B對(duì);0~2×10-2s時(shí)間內(nèi),ΔΦ≠0,E≠0,D錯(cuò)。答案BC3.以以下圖,A、B兩單匝閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用同樣規(guī)格的導(dǎo)線制成,它們的半徑之比rA∶rB=2∶1,在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形界限的勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū),磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面。在磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中,流過(guò)兩導(dǎo)線環(huán)的感覺(jué)電流大小之比為()A.=1B.=2C.D.解析A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同樣,它們所包圍的面積不同樣,但某一時(shí)辰穿過(guò)它們的磁通量相等,因此兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的,E=S同樣,得=1,I=,R=ρ(S1為導(dǎo)線的橫截面積),l=2πr,因此,代入數(shù)值得。答案D4.鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確立火車的地點(diǎn)。能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下邊,如圖乙所示(俯視圖)。當(dāng)它經(jīng)過(guò)部署在兩鐵軌間的線圈時(shí),便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào),被控制中心接收。當(dāng)火車經(jīng)過(guò)線圈時(shí),若控制中心接收到的線圈兩頭的電壓信號(hào)如圖丙所示,則說(shuō)明火車在做()丙A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加快直線運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)D.加快度漸漸增大的變加快直線運(yùn)動(dòng)解析由U-t圖象獲得,線圈兩頭的電壓大小與時(shí)間成正比,即有U=kt。由法拉第電磁感覺(jué)定律U=BLv,則v=,B、L、k均為定值,則速度v與時(shí)間t成正比,因此火車做勻加快直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)選B。答案B5.(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示,水平擱置的平行金屬導(dǎo)軌連結(jié)一個(gè)平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸優(yōu)秀,整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中,磁感覺(jué)強(qiáng)度B的變化狀況如圖乙所示(圖示磁感覺(jué)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,MN向來(lái)保持靜止,則0~t2時(shí)間()A.電容器C的電荷量大小向來(lái)沒(méi)變B.電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電C.MN所受安培力的大小向來(lái)沒(méi)變D.MN所受安培力的方向先向右后向左解析由乙圖可知,磁感覺(jué)強(qiáng)度均勻變化,依據(jù)公式E=nS可知,產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì),由C=可知,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)不變,電容器的電壓U不變,則電荷量大小不變,故A正確;依據(jù)楞次定律可知MN中的感覺(jué)電流方向由N到M,電容器的a極板向來(lái)帶正電,故B錯(cuò)誤;感覺(jué)電流不變,因?yàn)榇鸥杏X(jué)強(qiáng)度的大小變化,MN所受安培力F=BIL,因此安培力的大小先減小后增大,方向先向右后向左,故C錯(cuò)誤,D正確。答案AD6.(多項(xiàng)選擇)(2018全國(guó)Ⅲ,20)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右邊。導(dǎo)線PQ中通有正弦式交變電流i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)()A.在t=時(shí)為零B.在t=時(shí)改變方向C.在t=時(shí)最大,且沿順時(shí)針?lè)较駾.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針?lè)较蚪馕鯬Q中的電流在導(dǎo)線框R中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),因此線框R中的磁通量變化規(guī)律和PQ中電流的變化規(guī)律同樣,PQ中電流在時(shí)辰變化率為零,即線框R中的磁通量的變化率為零,線框中R產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為零,A選項(xiàng)正確;時(shí)辰PQ中電流變化最快,即線框R中磁通量變化最快,斜率正負(fù)沒(méi)有發(fā)生變化,因此感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的方向沒(méi)有發(fā)生變化,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;在時(shí)辰,線框R中的磁通量從向內(nèi)減弱變成向外加強(qiáng),感覺(jué)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為順時(shí)針?lè)较?C選項(xiàng)正確;在T時(shí)辰,線框R中的磁場(chǎng)從垂直紙面向外減弱變成垂直紙面向里加強(qiáng),感覺(jué)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為逆時(shí)針?lè)较?D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC7.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.2T,有一水平擱置的圓滑框架,寬度為l=0.4m,以以下圖,框架上擱置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd,框架電阻不計(jì)。若cd桿以恒定加快度a=2m/s2由靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng),則:(1)在5s內(nèi)均勻感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)是多少?(2)第5s末,回路中的電流多大?(3)第5s末,作用在cd桿上的水平外力多大?解析(1)5s內(nèi)的位移x=at