2020版高考物理一轮复习 课后限时作业40 法拉第电磁感应定律 自感 涡流（含解析）新人教版

课后限时作业40法拉第电磁感应定律自感涡流时间：45分钟1.(2016北京卷)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是(B)AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向解析：由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向由法拉第电磁感应定律知E，由于两圆环半径之比RaRb21，所以EaEb41，选项B正确2.如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是(C)AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2、金属框中电流方向沿acba解析：金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断UaUc，Ubb0，题图乙中a2r，与斜面间的动摩擦因数0.5.从t0时起，磁场的磁感应强度按B2t(T)的规律变化开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8.求：(1)线框不动时，回路中的感应电动势E；(2)小灯泡正常发光时的电阻R；(3)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q.解析：(1)由法拉第电磁感应定律有Ennr22.5 V.(2)小灯泡正常发光，有PI2R由闭合电路欧姆定律有EI(R0R)即P2R代入数据解得R1.25 .(3)当线框恰好要运动时，设磁场的磁感应强度大小为B对线框bc边处于磁场中的部分受力分析安培力F安nBI2r由共点力的平衡条件有mgsinF安Ff2nBIrmgcos解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B0.4 T可得线框在斜面上可保持静止的时间t s小灯泡产生的热量QPt1.25 J3.14 J.答案：(1)2.5 V(2)1.25 (3)3.14 J11如图所示，足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距L1 m，导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计磁感应强度B1.0 T的匀强磁场垂直导轨平面斜向下，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m0.01 kg、电阻不计定值电阻R130 ，电阻箱电阻调到R2120 ，电容C0.01 F，重力加速度g取10 m/s2.现将金属棒由静止释放(1)在开关接到1的情况下，求金属棒下滑的最大速度；(2)在开关接到1的情况下，当R2调至30 后且金属棒稳定下滑时，R2消耗的电功率为多少；(3)在开关接到2的情况下，求经过时间t2.0 s时金属棒的速度解析：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，此时棒处于平衡状态，故有mgsinF安，而F安BIL，I，其中R总150 ，联立解得mgsinvm，解得vmsin7.5 m/s.(2)当R2调整后，设棒稳定下滑的速度为v，故v(R1R2)3 m/s，故R2消耗的电功率P2I2R2，其中Iv0.05 A，解得P20.075 W；(3)对任意时刻，由牛顿第二定律得mgsinBLima，其中i，qCu，uBLv，a，得a，上式表明棒下滑过程中，加速度保持不变，棒做匀加速直线运动，代入数据可得a2.5 m/s2，故vat5 m/s.答案：(1)7.5 m/s(2)0.075 W(3)5 m/s9