2022年高二物理人教版選擇性必修同步課時作業(yè)法拉第電磁感應(yīng)定律

2020-2021學(xué)年高二物理人教版（2019）選擇性必修第二冊同步課時作業(yè)（6）法拉第電磁感應(yīng)定律1.關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()A.線圈中磁通量的變化量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B.線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C.線圈放在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D.線圈中磁通量減小得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大2.如圖所示，處在勻強(qiáng)磁場中的線圈，匝數(shù)為n，面積為S，磁場方向平行于線圈軸線向右.若在時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由均勻增加到，則該段時間內(nèi)線圈兩端a和b之間的電勢差()A.恒為 B.從0均勻變化到C.恒為 D.從0均勻變化到3.如圖所示，先后以速度和勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且，則在先后兩種情況下()A．線圈中的感應(yīng)電動勢之比 B．線圈中的感應(yīng)電流之比C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比 D．通過線圈某截面的電荷量之比4.半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示.則()A.時，桿產(chǎn)生的電動勢為 B.時，桿產(chǎn)生的電動勢為C.時，桿受到的安培力大小為 D.時，桿受到的安培力大小為5.在光滑水平桌面上有一邊長為的正方形線框邊右側(cè)有一等腰直角三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，三角形腰長為，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，在同一直線上，其俯視圖如圖所示，線框從圖示位置在水平拉力F作用下向右勻速穿過磁場區(qū)域，線框中感應(yīng)電流圖像正確的是(以逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑫r間單位為)()A. B. C. D.6.如圖所示，相距為L的兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，其余電路電阻都不計(jì)，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，速度為v.下列說法錯誤的是()A.導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動B.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時加速度大小為C.導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢高D.導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱等于重力所做的功7.如圖所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)正下方，有一條形磁鐵從地面以初速度豎直向上運(yùn)動，上升的最大高度為h.磁鐵上升過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過，而不與圓環(huán)接觸.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則磁鐵()A.初速度B.在整個上升過程中機(jī)械能守恒C.在靠近圓環(huán)和離開圓環(huán)的過程中，圓環(huán)對它的作用力始終豎直向下D.上升的整個過程中，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針8.如圖所示的幾種情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為的是()A. B. C. D.9.如圖甲所示，一矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的情況為()時刻電動勢最大 時刻電動勢為零C.時刻磁通量的變化率等于零 D.~時間內(nèi)電動勢增大10.如圖甲所示，實(shí)線是一個電阻為R、半徑為a的圓形單匝金屬線圈，線圈內(nèi)部半徑為b的圓形虛線范圍內(nèi)存在一方向垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場，已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的圖像如圖乙所示，時刻磁場方向垂直于紙面向里，則下列說法正確的是()A.時刻，穿過線圈的磁通量為B.在0~時間內(nèi)，穿過線圈磁通量的變化量為C.在0~時間內(nèi)，通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為D.在0~時間內(nèi)，線圈中的感應(yīng)電流的方向始終為順時針方向11.半徑分別為r和的同心半圓導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、電阻為、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的導(dǎo)體棒置于半圓軌道上，的延長線通過導(dǎo)軌的圓心O，裝置的俯視圖如圖所示.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，在之間接有一阻值為R的電阻.導(dǎo)體棒在水平外力作用下，以角速度ω繞O順時針勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A.導(dǎo)體棒兩端的電壓為B.電阻R中的電流方向從Q到N，大小為C.外力的功率大小為D.若導(dǎo)體棒不動，要產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流，可使豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，且變化得越來越慢12.如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，金屬導(dǎo)軌寬度，導(dǎo)軌上放有垂直導(dǎo)軌的金屬桿P，金屬桿P的質(zhì)量，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度、豎直向下的勻強(qiáng)磁場.連接在導(dǎo)軌左端的電阻，金屬桿P的電阻，其余部分電阻不計(jì).某時刻給金屬桿P一個水平向右的恒力F，金屬桿P由靜止開始運(yùn)動，圖乙是金屬桿P運(yùn)動過程的圖像，導(dǎo)軌與金屬桿P間的動摩擦因數(shù).在金屬桿P運(yùn)動的過程中，第一個2s內(nèi)通過金屬桿P的電荷量與第二個2s內(nèi)通過金屬桿P的電荷量之比為3:取.求：(1)水平恒力F的大小；(2)第一個2s內(nèi)的位移；(3)前4s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量.

答案以及解析1.答案：D解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，即與磁通量變化快慢有關(guān)，與磁通量大小和磁通量的變化量無關(guān)，故A、B、C錯誤；線圈中磁通量減小得越快，磁通量的變化率越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故D選項(xiàng)正確.2.答案：C解析：穿過線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，故產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時針方向(從右側(cè)看)，故，即有，故C選項(xiàng)正確.3.答案：C解析：因?yàn)?，根?jù)知，線圈中的感應(yīng)電動勢之比為2:1，故A錯誤感應(yīng)電流，則線圈中的感應(yīng)電流之比為2:1，故B錯誤；由知，所用時間之比為1:2根據(jù)知，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比為2:1，故C正確；根據(jù)，兩種情況磁通量的變化量相同，所以通過線圈某截面的電荷量之比為1:1，故D錯誤.4.答案：A解析：當(dāng)時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則桿產(chǎn)生的電動勢為，感應(yīng)電流，桿受到的安培力大小，故A正確，C錯誤；當(dāng)時，根據(jù)幾何關(guān)系可得，此時桿的有效切割長度是a，所以桿產(chǎn)生的電動勢為，而電路中的總電阻，桿受到的安培力大小，故B、D錯誤.5.答案：B解析：邊的位置坐標(biāo)x在0~的過程中，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沿，為正值；線框邊有效切割長度，感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，即感應(yīng)電流均勻增大.同理，x在~的過程中，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沿，為負(fù)值，感應(yīng)電流均勻增大，故A、C、D錯誤，B正確.6.答案：C解析：根據(jù)牛頓第二定律可得，金屬棒下滑過程中的加速度，由此可知，速度增大，則a減小，所以導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動，A選項(xiàng)正確；由A選項(xiàng)可知，，當(dāng)速度時，加速度為零，即，當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時，加速度，B選項(xiàng)正確；根據(jù)右手定則可得，金屬棒中的電流方向?yàn)椋捎诮饘侔魹殡娫?，所以b端電勢高，C選項(xiàng)錯誤；導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，根據(jù)能量守恒定律可得，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱等于重力所做的功，D選項(xiàng)正確.7.答案：C解析：若磁鐵做豎直上拋運(yùn)動初速度為v，則有，可得，由于磁鐵穿過圓環(huán)的過程中圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙磁鐵運(yùn)動，則磁鐵有一定的機(jī)械能損失，所以磁鐵的初速度，故A選項(xiàng)錯誤；磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由能量守恒定律可知，磁鐵的機(jī)械能減少，故B選項(xiàng)錯誤；由楞次定律可知，感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵的相對運(yùn)動，在磁鐵靠近圓環(huán)的過程中為阻礙磁鐵的靠近，圓環(huán)對磁鐵的作用力豎直向下，在磁鐵穿過圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)的過程中，為阻礙磁鐵的遠(yuǎn)離，圓環(huán)對磁鐵的作用力豎直向下，則整個過程中，圓環(huán)對磁鐵的作用力始終豎直向下，故C選項(xiàng)正確；由題圖可知，在磁鐵上升過程中，穿過圓環(huán)的磁通量向下變大，在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時穿過圓環(huán)的磁通量向下減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故D選項(xiàng)錯誤.8.答案：BCD解析：A中，v與金屬導(dǎo)體不垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，A錯誤；B中，金屬導(dǎo)體垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，B正確；C中，金屬導(dǎo)體水平部分不切割磁感線，只有豎直部分切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，C正確；D中，金屬導(dǎo)體切割磁感線的有效長度為，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，D正確.9.答案：ACD解析：由于線圈面積一定，磁場變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為，0時刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率最大，故感應(yīng)電動勢最大，故A正確，B錯誤；時刻磁通量最大，但磁通量的變化率為零，故C正確；~時間內(nèi)，磁通量的變化率變大，故感應(yīng)電動勢增大，故D正確.10.答案：BCD解析：時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，穿過線圈的磁通量為，故A選項(xiàng)錯誤；在0~時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量由垂直于紙面向里變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蛲?，變化量為，故B選項(xiàng)正確；在0~時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，根據(jù)閉合電路歐姆定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電流，則通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量，故C選項(xiàng)正確；根據(jù)楞次定律可知，0~時間內(nèi)，感應(yīng)電流的方向始終為順時針方向，故D選項(xiàng)正確.11.答案：BC解析：因?yàn)閷?dǎo)體棒勻角速度轉(zhuǎn)動，所以平均切割速度，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，導(dǎo)體棒兩端的電壓，故A選項(xiàng)錯誤；根據(jù)右手定則可知，電阻R中電流方向從Q到N，大小，故B選項(xiàng)正確；外力的功率等于回路的電功率與克服摩擦力的功率之和，即，故C選項(xiàng)正確；若導(dǎo)體棒不動，豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流從N到Q，方向不同，故D選項(xiàng)