通用版2018-2019版高中物理第1章电磁感应与现代生活微型专题2法拉第电磁感应定律的应用练习沪科版选修3 .doc

微型专题2法拉第电磁感应定律的应用一、选择题考点一电磁感应中的电荷量问题1如图1所示，将直径为d、电阻为R的闭合金属圆环从磁感应强度为B的匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一横截面的电荷量为 ()图1A. B.C. D.答案A解析n，故qttnn.2.如图2所示，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B.一半径为b(ba)、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线环横截面的电荷量为()图2A. B.C. D.答案A解析设开始时穿过导线环向里的磁通量为正值，1Ba2，则向外的磁通量为负值，2B(b2a2)，总的磁通量为它们的代数和(取绝对值)B|b22a2|，末态总的磁通量为0，由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势为，通过导线环横截面的电荷量为qt，A项正确3在物理实验中，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3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的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测量的匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转90，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量磁场的磁感应强度为 ()图3A. B. C. D.答案B解析由法拉第电磁感应定律：En可求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律I可求出感应电流大小，根据电荷量的公式qIt，可得qn.由于开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转90，则有BS，所以由以上公式可得：q，则磁感应强度B，故B正确，A、C、D错误；故选B.考点二转动切割产生感应电动势的理解及计算4一直升机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图4所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()图4AEfl2B，且a点电势低于b点电势BE2fl2B，且a点电势低于b点电势CEfl2B，且a点电势高于b点电势DE2fl2B，且a点电势高于b点电势答案A解析解这道题要考虑两个问题：一是感应电动势大小，EBlvBlBl2ffl2B；二是感应电动势的方向，由右手定则可以判断出感应电动势的方向是由ab，因此a点电势低5.如图5所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为()图5A.BR2 B2BR2 C4BR2 D6BR2答案C解析A点线速度vA3R，B点线速度vBR，AB棒切割磁感线的平均速度2R，由EBLv得，AB两端的电势差大小为EB2R4BR2，C正确6(多选)如图6所示，两个同心金属环水平放置，半径分别是r和2r，两环间有磁感应强度为B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接有一个电容为C的电容器，a、b是电容器的两个极板长为r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度做逆时针方向(垂直环面向里看)的匀速圆周运动则下列说法正确的是()图6A金属棒A端电势比B端电势高B电容器a极板带正电C电容器两端电压为D电容器所带电荷量为答案BC解析根据右手定则可知金属棒B端电势比A端电势高，电容器a极板带正电，A项错误，B项正确；金属棒转动产生的感应电动势为，C项正确；电容器所带电荷量Q，D项错误考点三En与EBLv的运用技巧及综合应用7.如图7所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()图7A. B. C. D.答案C解析当线框绕过圆心O的转动轴以角速度匀速转动时，由于面积的变化产生感应电动势，从而产生感应电流设半圆的半径为r，导线框的电阻为R，即I1.当线框不动，磁感应强度变化时，I2，因I1I2，可得，C选项正确8图8甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图乙所示，则列车的运动情况可能是()图8A匀速运动 B匀加速运动C匀减速运动 D变加速运动答案C解析当列车通过线圈时，线圈的左边或右边切割磁感线，由EBLv可得感应电动势的大小由速度v决定，由题图乙可得线圈产生的感应电动势均匀减小，则列车做匀减速运动，选项C正确9穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图9所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()图9A02 sB24 sC46 sD610 s答案C解析在t图像中，其斜率在数值上等于磁通量的变化率，斜率越大，感应电动势也越大，故C正确二、非选择题10.如图10所示，倾角为的光滑导轨上端接一定值电阻，和是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域中磁场的磁感应强度为B1、恒定不变，区域中磁场随时间按B2kt的规律变化，一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止试求：图10(1)通过金属杆的电流大小；(2)定值电阻的阻值为多大？答案(1)(2)r解析(1)对金属杆：mgsin B1IL解得：I(2)EL2kL2I故：Rrr.11如图11甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d0.5 m，右端接一阻值为4 的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙所示规律变化，CF长为2 m在t0时，金属棒ab从图示位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中小灯泡亮度始终不变已知金属棒ab电阻为1 ，求：图11(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F的大小；(3)金属棒的质量答案(1)0.1 A(2)0.1 N(3)0.8 kg解析(1)金属棒未进入磁场时，电路的总电阻R总RLRab5 回路中感应电动势为：E1S0.5 V灯泡中的电流为IL0.1 A.(2)因灯泡亮度始终不变，故在t4 s末时金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流IIL0.1 A金属棒受到的恒力大小：FF安BId0.1 N.(3)因灯泡亮度始终不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为E2E10.5 V金属棒在磁场中匀速运动的速度v0.5 m/s金属棒未进入磁场时的加速度为a0.125 m/s2故金属棒的质量为m0.8 kg.