【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修2：第2章第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律分層作業(yè)課件

第2章第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律1234567891011A級必備知識基礎(chǔ)練1.如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場垂直,且一半處在磁場中。在Δt時間內(nèi),磁感應(yīng)強度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B。在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為(

)B12345678910112.在水平桌面上,一個圓形金屬框置于勻強磁場中,線框平面與磁場垂直,磁感應(yīng)強度B1隨時間t的變化關(guān)系如圖甲所示,0~1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下,圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接,導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒處于另一勻強磁場B2中,如圖乙所示,導(dǎo)體棒始終保持靜止,則其所受的摩擦力Ff隨時間變化的圖像是下圖中的(設(shè)向右的方向為摩擦力的正方向)(

)1234567891011答案

A1234567891011解析

根據(jù)題意可知,在0~1

s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下,且大小變大,則由楞次定律可得線圈感應(yīng)電流的方向是逆時針,再由左手定則可得導(dǎo)體棒安培力方向水平向左,所以靜摩擦力的方向是水平向右,即為正方向;在0~1

s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下,且大小變大,則由法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈感應(yīng)電流的大小是恒定的,即導(dǎo)體棒的電流大小是不變的;因為磁場B2是不變的,則安培力大小不變,所以靜摩擦力的大小也是不變的。故A正確,B、C、D錯誤。12345678910113.(2023福建福州平潭嵐華中學期末)如圖所示的半圓形閉合回路半徑為a,電阻為R。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于半圓形回路所在的平面向里?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是(

)A.感應(yīng)電流方向為順時針方向B.半圓形閉合回路所受安培力方向向右C.感應(yīng)電動勢最大值為2BavD.感應(yīng)電動勢平均值為D1234567891011解析

在閉合回路進入磁場的過程中,通過閉合回路向里的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的方向為逆時針方向,根據(jù)“來拒去留”可知,半圓形閉合回路所受安培力方向向左,故A、B錯誤;當半圓形閉合回路進入磁場一半時,等效長度最大為a,感應(yīng)電動勢最大,為E=Bav,故C錯誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動勢平均值為

πBav,故D正確。12345678910114.如圖所示,光滑銅環(huán)水平固定,半徑為l,長為l、電阻為r的銅棒OA的一端在銅環(huán)的圓心O處,另一端與銅環(huán)良好接觸,整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中?，F(xiàn)使銅棒OA以角速度ω逆時針(俯視)勻速轉(zhuǎn)動,A端始終在銅環(huán)上,定值電阻的阻值為3r,上方導(dǎo)線與O點連接,下方導(dǎo)線與銅環(huán)連接,其他電阻不計。下列說法正確的是(

)A.O點的電勢比A點的電勢高C1234567891011解析

由右手定則可知電流方向從O點指向A點,OA是電源,電流從低電勢流向高電勢,故O點的電勢比A點的電勢低,故A錯誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律12345678910115.如圖所示,MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌,左端接有定值電阻R,金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸良好,ab=L。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌間夾角為60°,以速度v水平向右勻速運動,不計導(dǎo)軌和棒的電阻,則流過金屬棒的電流為(

)B12345678910116.如圖所示,半徑為L的半圓弧軌道PQS固定,電阻忽略不計,O為圓心。OM是可繞O轉(zhuǎn)動的金屬桿,M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好,OM金屬桿的電阻與OP金屬桿電阻阻值相同?？臻g存在如圖的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B。現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度ω逆時針轉(zhuǎn)到OS位置,則回路中電流方向沿

;MO兩點的電壓UMO=

。

M—O—P—Q—M1234567891011解析

根據(jù)OM轉(zhuǎn)動方向可由右手定則判斷電流方向為M到O,即回路中電流方向沿M—O—P—Q—M;OM轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電動勢大小為

,因為OM和OP電阻相同,OM作為電源,電流由低電勢流向高電勢,故MO兩點的電壓為

。12345678910117.如圖所示,電阻為0.1Ω的正方形單匝線圈abcd的邊長為0.2m,bc邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長,磁感應(yīng)強度大小為0.5T,在水平拉力作用下,線圈以8m/s的速度向右穿過磁場區(qū)域。求線圈在上述過程中:(1)感應(yīng)電動勢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。1234567891011解析

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

V。答案

(1)0.8V

(2)0.8N

(3)0.32J1234567891011B級關(guān)鍵能力提升練8.(多選)(2022山東卷)如圖所示,xOy平面的第一、三象限內(nèi)以坐標原點O為圓心、半徑為

的扇形區(qū)域充滿方向垂直紙面向外的勻強磁場。邊長為l的正方形金屬框繞其始終在O點的頂點,在xOy平面內(nèi)以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動。t=0時刻,金屬框開始進入第一象限。不考慮自感影響,關(guān)于金屬框中感應(yīng)電動勢E隨時間t變化規(guī)律的描述正確的是(

)BC123456789101112345678910119.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磁場區(qū)域,磁場方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面。在磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大的過程中,流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為(

)D1234567891011123456789101110.如圖甲所示,單匝矩形金屬線框abcd處在垂直于線框平面的勻強磁場中,線框面積S=0.3m2,線框連接一個阻值R=3Ω的電阻,其余電阻不計,線框cd邊位于磁場邊界上。取垂直于線框平面向外為磁感應(yīng)強度B的正方向,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是(

)A.0~0.4s內(nèi)線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向B.0.4~0.8s內(nèi)線框有擴張的趨勢C.0~0.8s內(nèi)線框中的電流為0.1AD.0~0.4s內(nèi)ab邊所受安培力保持不變C1234567891011解析

由題圖乙所示圖像可知,0~0.4

s內(nèi)磁感應(yīng)強度垂直于紙面向里,磁通量減小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流沿順時針方向,故A錯誤。由圖乙所示圖線可知,0.4~0.8

s內(nèi)穿過線框的磁通量增加,由楞次定律可知,線框有收縮的0~0.4

s內(nèi)感應(yīng)電流I保持不變,由題圖乙所示圖線可知,磁感應(yīng)強度B大小不斷減小,由F=ILB可知,ab邊所受安培力不斷減小,故D錯誤。故選C。123456789101111.如圖所示,兩根平行粗糙金屬導(dǎo)軌固定于絕緣水平面上,導(dǎo)軌左側(cè)間連有阻值為r的電阻,兩平行導(dǎo)軌間距為L。一根長度大于L、質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為r的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好,導(dǎo)體棒初始均處于靜止,導(dǎo)體棒與圖中虛線有一段距離,虛線右側(cè)存在豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的恒力,使其從靜止開始做勻加速直線運動,進入磁場前加速度大小為a0,然后進入磁場,運動一段時間后達到一個穩(wěn)定速度,平行軌道足夠長,導(dǎo)體棒與平行導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)處處相等