新教材2023-2024學(xué)年高中物理第2章電磁感應(yīng)分層作業(yè)10法拉第電磁感應(yīng)定律課件新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第二章分層作業(yè)10法拉第電磁感應(yīng)定律1234567891011A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.

如圖所示,PQRS為一正方形導(dǎo)線框,它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里,MN與線框的QR邊成45°角,E、F分別是PS邊和PQ邊的中點(diǎn)。關(guān)于線框中的感應(yīng)電流,正確的說(shuō)法是(

)A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí),線框中感應(yīng)電流最大B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí),線框中感應(yīng)電流最大C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí),線框中感應(yīng)電流最大D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí),線框中感應(yīng)電流最大B解析

當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí),切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,感應(yīng)電流也最大,故選B。12345678910112.

如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將一個(gè)水平放置的金屬棒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,金屬棒始終保持水平,則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將(

)A.越來(lái)越大 B.越來(lái)越小C.保持不變 D.無(wú)法確定C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,故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變。12345678910113.(2023河南高二月考)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是(

)A.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駼123456789101112345678910114.

如圖所示,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),磁感應(yīng)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)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(

)B12345678910115.

如圖所示,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)的磁感應(yīng)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°角放置,且接觸良好,其他電阻不計(jì),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),電阻R中的電流為(

)A1234567891011

C解析

A點(diǎn)線速度vA=ω·3R,B點(diǎn)線速度vB=ωR,AB棒切割磁感線的平均速度12345678910117.如圖所示,電阻為0.1Ω的正方形單匝線圈abcd的邊長(zhǎng)為0.2m,bc邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣重合。磁場(chǎng)的寬度等于線圈的邊長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T,在水平拉力作用下,線圈以8m/s的速度向右穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。求線圈在上述過(guò)程中:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小;(2)所受拉力F的大小;(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量Q。答案

(1)0.8V(2)0.8N(3)0.32J1234567891011解析

(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv代入數(shù)據(jù)得E=0.8

V。拉力的大小等于安培力的大小,故F=Bil1234567891011B級(jí)關(guān)鍵能力提升練8.法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。銅質(zhì)圓盤(pán)豎直放置在水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,圓盤(pán)圓心處固定一個(gè)搖柄,邊緣和圓心處各有一個(gè)銅電刷與其緊貼,用導(dǎo)線將電刷與電阻R連接起來(lái)形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,使圓盤(pán)沿如圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓盤(pán)半徑為r,圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω。下列說(shuō)法正確的是(

)1234567891011A.圓盤(pán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

Bωr2,流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腷到aB.圓盤(pán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

Bωr2,流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腶到bC.圓盤(pán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bωπr2,流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腷到aD.圓盤(pán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bωπr2,流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腶到b答案

A解析

將圓盤(pán)看成由無(wú)數(shù)根輻條組成,它們均切割磁感線,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)右手定則,圓盤(pán)上感應(yīng)電流從邊緣流向圓心,則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺腷到a,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得圓盤(pán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)12345678910119.

如圖所示,A、B兩單匝閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(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)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面。在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)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)的感應(yīng)電流大小之比為(

)D1234567891011123456789101110.(多選)如圖甲所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好,整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,MN始終保持靜止,則0~t2時(shí)間內(nèi)(不計(jì)初始時(shí)刻)(

)A.電容器C的電荷量大小始終沒(méi)變B.電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電C.MN所受安培力的大小始終沒(méi)變D.MN所受安培力的方向先向右后向左AD1234567891011解析

由題圖乙可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,根據(jù)公式E=nS可知,產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì),由C=可知,感應(yīng)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;根據(jù)楞次定律可知MN中的感應(yīng)電流方向由N到M,電容器的a極板一直帶正電,故B錯(cuò)誤;感應(yīng)電流不變,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變化,MN所受安培力F=BIl,所以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。123456789101111.如圖甲為健身用的單車(chē),在人騎行時(shí),車(chē)內(nèi)的傳感器可以把輪盤(pán)的速度值以及人體騎行消耗的能量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)顯示在車(chē)頭的顯示屏上。它的工作原理可以簡(jiǎn)化成如圖乙所示,其中a、b分別是從輪盤(pán)邊緣和中心引出的導(dǎo)線的端點(diǎn)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向與輪盤(pán)垂直,輪盤(pán)半徑r=0.25m,輪盤(pán)和導(dǎo)線電阻可忽略不計(jì)。某人在騎行時(shí),保持輪盤(pán)邊緣的線速度大小為v=8m/s。(1)請(qǐng)判斷a、b哪一點(diǎn)電勢(shì)高。(2)求a、b兩點(diǎn)間的電壓。(3)若在a、b間接一個(gè)阻值R=10Ω的電阻,假定人體消