【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理魯科版選修3-2-對(duì)點(diǎn)練習(xí)：1.2-第一章-電磁感應(yīng)

對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解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)肯定最大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)肯定為零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)肯定為零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)肯定不為零答案D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)，閉合電路的磁通量肯定轉(zhuǎn)變，肯定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，有感應(yīng)電流就肯定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)，D對(duì)．公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的應(yīng)用2．如圖1－2－10甲所示，線圈的匝數(shù)n＝100匝，橫截面積S＝50cm2，線圈總電阻r＝10Ω，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖乙所示變化，則在開(kāi)頭的0.1s內(nèi)()圖1－2－10A．磁通量的變化量為0.25WbB．磁通量的變化率為2.5×10－2Wb/sC．a(chǎn)、b間電壓為0D．在a、b間接一個(gè)抱負(fù)電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A答案BD解析通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，若設(shè)Φ2＝B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入數(shù)據(jù)即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A錯(cuò)；磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2.5×10－3,0.1)Wb/s＝2.5×10－2Wb/s，B正確；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開(kāi)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E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝2.5V且恒定，C錯(cuò)；在a、b間接一個(gè)抱負(fù)電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I＝eq\f(E,r)＝eq\f(2.5,10)A＝0.25A，D項(xiàng)正確．3．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)系圖象如圖1－2－11所示，則()圖1－2－11A．在t＝0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大B．在t＝1×10－2s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．在t＝2×10－2s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D．在0～2×10－2s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零答案BC解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝eq\f(ΔΦ,Δt)，故t＝0及t＝2×10－2s時(shí)刻，E＝0，A錯(cuò)，C對(duì)；T＝1×10－2s，E最大，B對(duì)，0～2×10－2s，ΔΦ≠0，E≠0，D錯(cuò)．公式E＝Blv的應(yīng)用4．如圖1－2－12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1－2－12A．越來(lái)越大B．越來(lái)越小C．保持不變D．無(wú)法確定答案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.(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解1．如圖1－2－13所示，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，其次次用時(shí)0.4s，并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同，則()圖1－2－13A．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．其次次電流表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)，故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案AB解析磁通量變化相同，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；感應(yīng)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，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，故B正確，C錯(cuò)誤；斷開(kāi)電鍵，電流表不偏轉(zhuǎn)，知感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故D錯(cuò)誤．故選AB.2．穿過(guò)某閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖1－2－14中的①～④所示，下列說(shuō)法正確的是()圖1－2－14A．圖①有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變B．圖②產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終在變大C．圖③在0～t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1～t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍D．圖④產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小答案C解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，而eq\f(ΔΦ,Δt)對(duì)應(yīng)Φ－t圖象中圖線的斜率，依據(jù)圖線斜率的變化狀況可得：①中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；②中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變；③中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0～t1時(shí)間內(nèi)的大小是t1～t2時(shí)間內(nèi)大小的2倍；④中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大．題組二公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的應(yīng)用3．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2Wb，則()A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2VB．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒削減2VC．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2VD．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2V答案C解析由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知：eq\f(ΔΦ,Δt)＝2Wb/s恒定，n＝1，所以E＝2V.圖1－2－154．單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，如線圈所圍面積里的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1－2－15所示，則線圈中()A．0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．0.05s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C．0.05s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．0～0.05s這段時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V答案ABD解析由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，在Φ－t圖象中，eq\f(ΔΦ,Δt)為該時(shí)刻的斜率，0時(shí)刻和0.1s時(shí)刻斜率確定值最大，表明電動(dòng)勢(shì)值最大，0.05s時(shí)刻斜率為零，則電動(dòng)勢(shì)為零，0～0.05s時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V，故選項(xiàng)A、B、D正確．5．一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍．接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半．先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的比值為()A.eq\f(1,2)B．1C．2D．4答案B解析設(shè)原磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，線框面積是S.第1s內(nèi)ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2s內(nèi)ΔΦ2＝2B·eq\f(S,2)－2B·S＝－BS.由于E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，所以兩次電動(dòng)勢(shì)大小相等，B正確．圖1－2－166．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)的平面．如圖1－2－16所示，當(dāng)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()A.eq\f(IA,IB)＝1B.eq\f(IA,IB)＝2C.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,4)D.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,2)答案D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)它們的磁通量均為穿過(guò)磁場(chǎng)所在區(qū)域面積上的磁通量，所以兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的，E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S相同，得eq\f(EA,EB)＝1，I＝eq\f(E,R)，R＝ρeq\f(l,S1)(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l＝2πr，所以eq\f(IA,IB)＝eq\f(EArB,EBrA)，代入數(shù)值得eq\f(IA,IB)＝eq\f(rB,rA)＝eq\f(1,2).7．如圖1－2－17甲所示，環(huán)形線圈的匝數(shù)n＝100，它的兩個(gè)端點(diǎn)a和b間接有一抱負(fù)電壓表，線圈內(nèi)磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V.圖1－2－17答案50解析由Φt圖象可知，線圈中的磁通量的變化率為eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.5Wb/s故Uab＝E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝50V.題組三公式E＝Blv的應(yīng)用8．如圖1－2－18所示的狀況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是()圖1－2－18A．乙和丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁D．只有乙答案B圖1－2－199．如圖1－2－19所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面，一根長(zhǎng)金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，棒與導(dǎo)軌電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過(guò)電阻的電流是()A.eq\f(Bdv,Rsinθ)B.eq\f(Bdv,R)C.eq\f(Bdvsinθ,R)D.eq\f(Bdvcosθ,R)答案A解析導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度l＝eq\f(d,sinθ)，故E＝Blv＝eq\f(Bdv,sinθ)，則電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bvd,Rsinθ)，故A正確．10．如圖1－2－20所示，PQRS是一個(gè)正方形的閉合導(dǎo)線框，MN為一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里，假如線框以恒定的速度沿著PQ方向向右運(yùn)動(dòng)，速度方向與MN邊界成45°角，在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中()圖1－2－20A．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框的磁通量為零，感應(yīng)電流最大B．當(dāng)S點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線框的磁通量最大，感應(yīng)電流最大C．P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)相比較，線框的磁通量小，感應(yīng)電流大D．P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)相比較，線框的磁通量小，感應(yīng)電流也小答案C解析P點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，正方形閉合導(dǎo)線框切割磁感線的導(dǎo)線有效長(zhǎng)度最大，感應(yīng)電流最大．11．如圖1－2－21所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，以速度v勻速?gòu)腛點(diǎn)開(kāi)頭右移，若導(dǎo)軌與金屬棒均為粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列推斷正確的是()圖1－2－21A．電路中的感應(yīng)電流大小不變B．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變C．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)漸漸增大D．電路中的感應(yīng)電流漸漸減小答案AC解析導(dǎo)體棒從O開(kāi)頭到如題圖所示位置所經(jīng)受時(shí)間設(shè)為t，∠EOF＝θ，則導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度l⊥＝OB·tanθ，故E＝Bl⊥·v⊥＝Bv·vttanθ＝Bv2·ttanθ，即電路中電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比，C正確；電路中電流強(qiáng)度I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bv2tanθ·t,\f(ρl,S))而l＝△OAB的周長(zhǎng)＝OB＋AB＋OA＝vt＋vt·tanθ＋eq\f(vt,cosθ)＝vteq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋tanθ＋\f(1,cosθ)))，所以I＝eq\f(BvStanθ,ρ\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋tanθ＋\f(1,cosθ))))＝恒量，所以A正確．12．如圖1－2－22所示，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.10T，切割磁感線的導(dǎo)線的長(zhǎng)度l為40cm，線框向左勻速運(yùn)動(dòng)的速度v為5.0m/s，整個(gè)線框的電阻R為0.50Ω，試求：圖1－2－22(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)感應(yīng)電流的大?。鸢?1)0.20V(2)0.40A解析(1)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝0.10×0.40×5.0V＝0.20V.(2)線框中的感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.20,0.50)A＝0.40A.13．在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4m，如圖1－2－23所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若cd桿以恒定加速度a＝2m/s2，由靜止開(kāi)頭做勻變速運(yùn)動(dòng)，則：圖1－2－23(1)在