【创新设计】高中物理 滚动检测2 法拉第电磁感应定律及其应用 粤教版选修32(1).doc

滚动检测(二)法拉第电磁感应定律及其应用(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则()a环中产生的感应电动势均匀变化b环中产生的感应电流均匀变化c环中产生的感应电动势保持不变d环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析磁场均匀变化，也就是说k，根据感应电动势的定义式，eks，其中k是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量答案c2矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图1-所示若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，则导线框中的感应电流图象正确的是()图1解析01 s内磁感应强度均匀增加，由楞次定律知感应电流方向为逆时针，即感应电流方向与规定的正方向相反，为负值，又由法拉第电磁感应定律en及闭合电路欧姆定律知，感应电流i为定值；1 2 s内磁感应强度均匀减小，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；2 3 s内磁感应强度反方向均匀增加，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；3 4 s内磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，同理可判断感应电流为逆时针方向，大小不变，故选项d正确答案d3闭合回路的磁通量随时间t的变化图象分别如图2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()图2a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解析因为e，则可据图象斜率判断知，图甲中0，即电动势e为0；图乙中恒量，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选项正确答案b4.如图3所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的.磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为e，则a、b两点间的电势差为()图3a.e b.e c.e de解析设粗环电阻为r，则细环电阻为2r，由于磁感应强度随时间均匀变化，故闭合电路中产生的感应电动势e恒定，由闭合电路欧姆定律得电路中感应电流i，由欧姆定律得a、b两点电势差(细环两端电压)ui2re.答案c5如图4甲所示，一个电阻为r，面积为s的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为b，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，o、o分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边obco绕oo逆时针旋转90到图4乙所示位置，在这一过程中，导线中通过的电荷量是()图4a. b. c. d0解析线框左半边不动，磁通量不变，穿过右半边的磁通量1bssin 45bs，旋转90时，21bs，但因磁感线穿入方向变化，故磁通量变化应是12bs，线框产生的平均电动势，通过的电荷量qtt，a正确答案a二、双项选择题(本题共3小题，每小题8分，共24分)6.无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统，这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图5所示下列说法正确的是()图5a若a线圈中输入电流，b线圈中就会产生感应电动势b只有a线圈中输入变化的电流，b线圈中才会产生感应电动势ca中电流越大，b中感应电动势越大da中电流变化越快，b中感应电动势越大解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，b线圈才能产生感应电动势，a错，b对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以c错，d对答案bd7在闭合线圈的上方有一条形磁铁自由下落，直到穿过线圈的过程中，下列说法正确的是()a磁铁下落过程机械能守恒b磁铁的机械能增加c磁铁的机械能减少d线圈增加的热能是由磁铁减少的机械能转化而来的解析磁铁穿过闭合线圈过程中，在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁铁下落，磁铁的机械能减少，c选项正确，a、b错，线圈有感应电流通过从而产生热能， ，故d正确答案cd8(2012四川理综，20)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为r0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为b.杆在圆环上以速度v平行于直径cd向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心o开始，杆的位置由确定，如图6所示，则()图6a0时，杆产生的电动势为2bavb时，杆产生的电动势为bavc0时，杆受的安培力大小为d时，杆受的安培力大小为解析开始时刻，感应电动势e1blv2bav，故a项正确时，e2b2acosvbav，故b项错误由l2acos ，eblv，i，rr02acos (2)a，得在0时，f，故c项错误时f，故d项正确答案ad三、非选择题(本题共4小题，46分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)9(9分)如图7所示，两根相距为l的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为r，若要使cd静止不动，则ab杆应向_运动，速度大小为_，作用于ab杆上的外力大小为_图7解析应用感应电动势的计算式、安培力的计算式、物体的平衡知识求解因cd静止、ab匀速运动，两棒均处于平衡状态，取ab、cd两棒整体研究，ab、cd中电流等大、反向，故ab、cd所受安培力等大、反向，安培力之和为零故f2mg.又因cd静止，所以bilmg回路中电流i又eblv联立解得v，方向竖直向上答案向上2mg10.(12分)如图8所示，水平放置的平行轨道m、n间接一阻值为r0.128 的电阻，轨道宽为l0.8 m轨道上搭一金属棒ab，其质量m0.4kg，ab与轨道间动摩擦因数为0.5，除r外其余电阻不计垂直于轨道面的匀强磁场磁感应强度为b2 t，ab在一电动机牵引下由静止开始运动，经过2 s，ab运动了1.2 m并达到最大速度此过程中电动机平均输出功率为8 w，最大输出功率为14.4 w求该过程中电阻r上消耗的电能(取g10 m/s2)图8解析当电动机拉力等于导体棒所受安培力与滑动摩擦力之和时，速度最大为vmax，由题知此时电动机输出功率最大故有fmg将已知数据代入得10 vvmax7.20解得vmax0.8 m/s.全过程由能量转化和守恒定律tqmgxmv代入已知数据得q13.472 j.答案13.472 j11. (12分)如图9所示，设匀强磁场的磁感应强度b为0.10 t，切割磁感线的导线的长度l为40 cm，线框向左匀速运动的速度v为5.0 m/s，整个线框的电阻r为0.50 ，试求：图9(1)感应电动势的大小；(2)感应电流的大小；(3)使线框向左匀速运动所需要的外力解析(1)依据eblv可解得：eblv0.10401025.0 v0.20 v(2)依据闭合电路欧姆定律可得：i a0.40 a.(3)依据安培力的定义求得：fbil0.10401020.40 n1.6102 n依据平衡条件可得：使线框向左匀速运动所需要的外力为1.6102 n方向水平向左答案(1)0.20 v(2)0.40 a(3)1.6102 n方向水平向左12(13分)如图1-0甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.20 m，电阻r1.0 .有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下现用一外力f沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力f与时间t的关系如图10乙所示求杆的质量m和加速度a.图10解析导体杆在轨道上做初速度