2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：4.4-法拉第電磁感應(yīng)定律含答案

1、2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：4.4法拉第電磁感應(yīng)定律含答案知識(shí)點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律1關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說(shuō)法正確的是()A穿過(guò)閉合電路的磁通量最大時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定最大B穿過(guò)閉合電路的磁通量為零時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零C穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零D穿過(guò)閉合電路的磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定不為零2穿過(guò)一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則()A線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 VB線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2 VC線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2 VD線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)勢(shì)小于2

2、V3(多選)如圖L441甲所示，線圈的匝數(shù)n100匝，橫截面積S50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化圖像如圖乙所示，則在開始的0.1 s內(nèi)()圖L441A磁通量的變化量為0.25 WbB磁通量的變化率為2.5102 Wb/sCa、b間電壓為0D在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25 A知識(shí)點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)4如圖L442所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是()圖L442A乙和丁B甲、乙、丁C甲、乙、丙、丁 D只有乙5如圖L443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

3、以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，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()圖L443A越來(lái)越大 B越來(lái)越小C保持不變 D無(wú)法確定6如圖L444所示，A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rArB21，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()圖L444A.eq f(IA,IB)1 B.eq f(IA,IB)2C.eq f(IA,IB)eq f(1,4) D.eq f(IA,IB)eq f(1,2)7如圖L445所

4、示，一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場(chǎng)方向垂直，則有()圖L445AUab0Bab，Uab保持不變Cab，Uab越來(lái)越大Dab，Uba越來(lái)越大8如圖L446所示，一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對(duì)角線勻速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知對(duì)角線AC的長(zhǎng)度為磁場(chǎng)寬度的兩倍且AC與磁場(chǎng)邊界垂直圖L447中表示線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像(電流以ABCD流向?yàn)檎较?，從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí))正確的是()圖L446圖L4479如圖L448所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁

5、感應(yīng)強(qiáng)度以BB0kt(k0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等，兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板()圖L448A不帶電 B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是eq f(kL2C,4) D帶負(fù)電，電荷量是eq f(kL2C,4)10在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l0.4 m，如圖L449所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)若cd桿以恒定加速度a2 m/s2由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，試求解下列問(wèn)題：(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？(2)第5 s末，回路中的電流為多大？(3)第5

6、s末，作用在cd桿上的水平外力為多大？圖L44911如圖L4410所示，線框用裸導(dǎo)線組成，cd、ef兩邊豎直放置且相互平行，裸導(dǎo)體ab水平放置并可沿cd、ef無(wú)摩擦滑動(dòng)，而導(dǎo)體棒ab所在處為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B22 T，已知ab長(zhǎng)l0.1 m，整個(gè)電路總電阻R5 .螺線管匝數(shù)n4匝，螺線管橫截面積S0.1 m2.在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場(chǎng)B1，當(dāng)磁場(chǎng)B1以eq f(B1,t)10 T/s的變化率均勻增加時(shí)，導(dǎo)體棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)(g取10 m/s2)(1)求通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流大小(2)導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m為多少？圖L441012如圖L4411甲所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì)

7、，兩導(dǎo)軌間距d10 cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直每根棒在導(dǎo)軌間的部分的電阻均為R1.0 .用長(zhǎng)為L(zhǎng)20 cm的絕緣絲線將兩棒系住，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中t0時(shí)刻磁場(chǎng)方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響，整個(gè)過(guò)程絲線未被拉斷求：(1)02.0 s的時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小與方向；(2)t1.0 s時(shí)刻絲線的拉力大小圖L44114法拉第電磁感應(yīng)定律1D解析 磁通量的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不存在內(nèi)在的聯(lián)系，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)磁通量由不為零變?yōu)榱銜r(shí)，閉合電路的磁通量一定改變，一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤，D正確2

8、C解析 由Eneq f(,t)知：eq f(,t)恒定，n1，所以E2 V.3BD解析 通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，(0.10.4)50104 Wb2.5103 Wb，A錯(cuò)誤；磁通量的變化率eq f(,t)eq f(2.5103,0.1) Wb/s2.5102 Wb/s，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開時(shí)，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為Eneq f(,t)2.5 V，C錯(cuò)誤；在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小Ieq f(E,r)eq f(2.5,10) A0.25 A，D項(xiàng)正確4B解析

9、公式EBlv中的l應(yīng)指導(dǎo)體的有效切割長(zhǎng)度，甲、乙、丁中的有效長(zhǎng)度均為l，電動(dòng)勢(shì)EBlv；而丙的有效長(zhǎng)度為lsin ，電動(dòng)勢(shì)EBlvsin ，故B項(xiàng)正確5C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6D解析 A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同，它們所包圍的面積不同，但某一時(shí)刻穿過(guò)它們的磁通量相等，所以兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的，Eeq f(,t)eq f(B,t)S相同，得eq f(EA,EB)1，Ieq f(E,R)，Req f(l,S1)(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l2r，所以eq f(IA,IB)eq f(EArB,EBrA)，代入數(shù)值得

10、eq f(IA,IB)eq f(rB,rA)eq f(1,2).7D解析 ab棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可由右手定則判斷，ba，由UbaEBlv及棒自由下落時(shí)v越來(lái)越大，可知Uba越來(lái)越大，故D選項(xiàng)正確8B解析 線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿過(guò)線框的磁通量最大的過(guò)程中，電流沿逆時(shí)針?lè)较颍蚁仍龃蠛鬁p??；從穿過(guò)線框的磁通量最大的位置到離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，電流沿順時(shí)針?lè)较?，且先增大后減小，設(shè)C為，則進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的有效切割長(zhǎng)度為2vttan eq f(,2)，所以電流與t成正比，只有B項(xiàng)正確9D解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0kt(k0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得Eeq f(,t)Seq f(B,t)kS，而Seq f(L2,

11、4)，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板所帶電荷量QECeq f(kL2C,4)；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確10(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N解析 (1)5 s內(nèi)的位移xeq f(1,2)at225 m，5 s內(nèi)的平均速度veq f(x,t)5 m/s(也可用veq f(025,2) m/s5 m/s求解)，故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv0.4 V.(2)第5 s末的速度vat10 m/s，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，則回路電流為Ieq f(E,R)eq f(Blv,R)eq f(0.20.410,1) A0.8 A.(3)桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，則FF安ma，故FBIlma0.164 N.11(1)0.8 A(2)0.016 kg解析 (1)螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eneq f(,t)neq f(B1,t)S4100.1 V4 V，故Ieq f(E,R)0.8 A.(2)ab所受的安培力FB2Il20.80.1 N0.16 N，導(dǎo)體棒靜止時(shí)有Fmg，解得m0.016 kg.12(1)1.0103