2019-2020年高中物理 第四章4课法拉第电磁感应定律课后知能检测 新人教版选修3-2.doc

2019-2020年高中物理 第四章4课法拉第电磁感应定律课后知能检测 新人教版选修3-21一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是()A使线圈匝数增加一倍 B使线圈面积增加一倍C使线圈匝数减少一半D使磁感应强度的变化率增大一倍【解析】根据EnnS求电动势，当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C错；若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，故B错【答案】D2(xx郑州一中高二检测)图4413穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图4413所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A02 sB24 sC45 s D510 s【解析】图线斜率的绝对值越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小【答案】D3(多选)一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势()A一定为0.1 V B可能为零C可能为0.01 V D最大值为0.1 V【解析】当公式EBlv中B、l、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大：EmBlv0.10.110 V0.1 V，考虑到它们三者的空间位置关系应选B、C、D.【答案】BCD4(多选)(xx石家庄二中高二检测)如图4414所示的匀强磁场中MN、PQ是两条平行的金属导轨，而AB、CD为串有电压表、电流表的两根金属棒，且与金属导轨接触良好当两棒以相同速度向右运动时，正确的是()图4414A电流表无读数，AB间有电势差，电压表无读数B电流表有读数，AB间有电势差，电压表有读数C电流表无读数，AC间无电势差，电压表无读数D电流表无读数，AC间有电势差，电压表有读数【解析】因为两棒以相同速度运动，回路面积不变，所以感应电流为零，根据电流表、电压表的工作原理可知电流表、电压表都无示数因为两棒都向右运动切割磁感线，所以两棒都产生相同的电动势，极性都为上正、下负，所以AB间有电势差，AC间无电势差，A、C正确【答案】AC5(多选)(xx广东汕头期末)如图4415，正方形线框的边长为L，电容器的电容量为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k的变化率均匀减弱时，则()图4415A线圈产生的感应电动势大小为kL2B电压表没有读数 Ca点的电势高于b点的电势D电容器所带的电荷量为零【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势大小为EkL2/2，选项A错误；由于回路中产生的感应电动势是恒定的，且串联了电容器，回路中没有电流，电压表没有读数，选项B正确；根据楞次定律，感应电动势方向为顺时针，对电容器充电，a点的电势高于b点的电势，电容器所带的电荷量为QCEC kL2/2，选项C正确D错误【答案】BC图44166(xx芜湖高二检测)如图4416所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为()Ar2 BL2Cnr2 DnL2【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小EnnL2.【答案】D7(xx烟台高二检测)如图4417所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a.一直角三角形导线框ABC(BC边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流i、BC两端的电压UBC与线框移动的距离x的关系图象正确的是 ()图4417【解析】由楞次定律可知，线框刚进入磁场时产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故线框中的感应电流沿逆时针方向，为正，又线框做匀速运动，切割磁感线的有效长度随位移线性增大，故感应电流随位移线性增大；同理可知线框离开磁场时，产生的感应电流大小随位移线性增大，方向为负，选项A、B错误B、C两端的电压UBC跟感应电流成正比，故选项C错误D正确【答案】D8(多选)M和N是固定在水平面内的两条光滑平行的金属轨道(间距为l)，其电阻可忽略不计如图4418所示的正方形虚线框(边长为d)内充满垂直轨道平面向下的匀强磁场，金属杆ab(电阻可忽略)垂直轨道方向放置在两轨道上，M和N之间接有一电阻R，若杆ab以恒定速率v沿平行轨道方向滑动并通过匀强磁场，在此过程中，以下各物理量与速度v的大小成正比的是 ()图4418A杆ab中的电流B杆ab在磁场中所受的安培力C电阻R上产生的焦耳热D水平外力对ab杆做功的功率 【解析】由法拉第电磁感应定律得EBlv，IF安BIl，QI2RtPFvF安v所以杆ab中的电流和杆ab所受安培力及电阻R上产生的焦耳热都与速度v成正比，A、B、C项正确，D错【答案】ABC9(多选)(xx新课标全国卷)图4419如图4419，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列vt图像中，可能正确描述上述过程的是()【解析】导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由EBLv、I及FBILma可知安培力减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故选项D正确【答案】D10如图4420所示，一个边长为a1 m的正方形线圈，总电阻为R2 ，当线圈以v2 m/s的速度通过磁感应强度B0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直若磁场的宽度b1 m，如图所示求：图4420(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小；(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热【解析】(1)根据EBlv，I知I A0.5 A.(2)线圈穿过磁场过程中，由于b1 m，故只在进入和穿出时有感应电流，故QI2RtI2R0.522 J0.5 J.【答案】(1)0.5 A(2)0.5 J11如图4421甲所示，一个圆形线圈的匝数n1 000，线圈面积S200 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图4421乙所示求：甲乙图4421(1)前4 s内的感应电动势；(2)前4 s内通过R的电荷量；(3)线圈电阻r消耗的功率【解析】(1)由图象可知前4 s内磁感应强度B的变化率 T/s0.05 T/s4 s内的平均感应电动势EnS1 0000.020.05 V1 V. (2)电路中平均电流I通过R的电荷量qIt，又En所以qn1 000 C0.8 C.(3)由于电流是恒定的，线圈电阻r消耗的功率为PrI2r W0.04 W.【答案】(1)1 V(2)0.8 C(3)0.04 W12(xx北京丰台高二检测)如图4422所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距了1 m，导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为R2 的电阻磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4 T质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.金属棒沿导轨由静止开始下滑(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) 图4422(1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；(2)求金属棒下滑速度达到5 m/s时的加速度大小；(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率【解析】(1)由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a到b(2)金属棒下滑速度达到5 m/s时产生的感应电动势为EBLv0.41.5 V2 V感应电流为I A1 A金属棒受到的安培力为FBIL0.411 N0.4 N 由牛顿第二定律得： mgsin mgcos Fma解得：a2 m/s2(3)设金属棒运动达到稳定时，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡mgsin mgcos F解得：F0.8 N此时感应电流为I A2 A电路中电阻R消耗的电功率：PI2R222 W8 W【答案】(1)a到b(2)2 m/s2(3)8 W