2019-2020年高中物理 法拉第电磁感应定律提高巩固练习 新人教版选修4-4.doc

2019-2020年高中物理 法拉第电磁感应定律提高巩固练习 新人教版选修4-4【巩固练习】 一、选择题1穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（ ） A线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C线圈中无感应电动势 D线圈中感应电动势保持不变2闭合回路的磁通量随时间t变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是 （ ） A图甲回路中感应电动势恒定不变 B图乙回路中感应电动势恒定不变 C图丙回路中0t1，时间内感应电动势小于t1t2时间内感应电动势 D图丁回路中感应电动势先变大后变小3在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示，已知电容C=30F，回路的长和宽分别为=5 cm，=8 cm，磁场变化率为5102 Ts，则（ ） A电容器带电荷量为2109 C B电容器带电荷量为4109 C C电容器带电荷量为6109 C D电容器带电荷量为8109 C4粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ） 5环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示。若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是（ ） A大小恒定，逆时针方向 B大小恒定，顺时针方向 C大小逐渐增加，顺时针方向 D大小逐渐减小，逆时针方向6如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度匀速转动，OB=R，且O、B、A三点在一条直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，充满转动平面且与转动平面垂直，则AB两端的电势差为（ ） A B2BR2 C4BR2 D6BR27物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（ ） A B C D8光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示。抛物线的方程为y=x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示），一个质量为m的小金属块从抛物线y=b（ba）处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的总的焦耳热是（ ） Amgb B Cmg(ba) D二、填空题9如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA=2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EAEB=_，线圈中的感应电流之比为IAIB=_。10如图所示，长为L的导线下悬一小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为，摆球的角速度为，磁感应强度为B，则金属导线中产生的感应电动势大小为_。 三、解答题11电阻为R的矩形线框abcd，边长ab=，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热。（不考虑空气阻力） 12如图所示，导体圆环半径为a，导体棒OC可绕O点转动，C端与环接触良好且无摩擦，圆环的电阻不计，导体棒OC的电阻为r，定值电阻的阻值为R，现使OC绕O以角速度匀速转动，求电阻R两端的电压和驱动OC棒转动的外力功率。 13如图所示，一水平面上两根平行导轨间的距离d=0.5 m，金属杆ab置于导轨的一端，跨在两导轨之间，并接触良好，它与每根导轨之间的最大静摩擦力均为fm=0.2 N。导轨的另一端用直导线相连，形成恰似矩形的闭合回路。导轨长=0.8 m，电路中只有ab有电阻R=0.2。整个装置置于方向向下的均匀磁场中，如果磁感应强度从B0=1 T瞬间开始，以0.2 Ts的变化率均匀地增大，求： （1）经过多长时间，06杆将开始运动？ （2）ab杆运动前，回路中产生的热量是多少？ （3）杆运动前，通过06杆横截面的电荷量是多少？【答案与解析】一、选择题1【答案】D 【解析】由题意知：，故，保持不变。2【答案】B 【解析】因，则可据图象斜率判断知图甲中，即电动势E为0；图乙中为恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前E后；图丁中图象斜率先减后增，即回路中感应电动势先减后增，故只有B选项正确。3【答案】C 【解析】回路中感应电动势等于电容器两板间的电压，。电容器的电荷量为q=CU=CE=301062104 C=6109C，C选项正确。4【答案】B 【解析】在四个图中感应电动势大小相等，线框中感应电流大小也相等。设电流为，线框每边电阻为r，则在A、C、D项中ab边均是电源的负载，故Uab=Ir，而在B项中ab是电源，玑。为路端电压，外电阻为3r，即Uab=3Ir。因此答案应选B。5【答案】A 【解析】由图乙可知，第2 s内为定值，由知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定。第2 S内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A项正确。6【答案】C 【解析】。7【答案】A 【解析】，所以。8【答案】D 【解析】金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生电流，进而产生热量。最后，金属块在高为a的曲面上往复运动。减少的机械能为。二、填空题9【答案】11 12 【解析】A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由可得EAEB=11，又因为，故RARB=21，所以IAI1=12。10【答案】 【解析】导体在磁场中转动，导线本身与磁场不垂直，应考虑切割磁感线的有效长度。 导线的有效长度为， 据知，电动势。三、解答题11【答案】2 mgh 【解析】从线框开始进入磁场到线框刚好离开磁场的过程中，线框匀速运动，动能不变，由能量守恒关系可知，重力势能的减少量等于线框中产生的焦耳热，即Q=2 mgh。12【答案】 【解析】OC产生的电动势为，电路中电流，R两端电压，外力功率等于电路的热功率。13【答案】（1）5 s （2）0.16 J （3）2 C 【解析】由于磁感应强度B的变化率是恒定的，所以回路中的感应电动势和感应电流均是不变的，但由于杆ab所受安培力是随B的增大而均匀增大的，当安培力增大到F=2fm时，ab杆将开始运动。 （1）由于磁感应强度B的变化，回路中产生的感应电动 势为，回路中的电流为。 设经过时间t，ab杆开始运动，则t时刻磁感应强度为，此时ab杆受到安培力 。 根据ab杆运动的条件可列出方程 ， 代入数据可得：t=5 s。 （2）在t=5 s内回路产生的热量为。 （3）在t=5 s内通过ab杆的电荷量为 。