鲁科版选修32 感应电动势与电磁感应定律 课时作业.doc

感应电动势与电磁感应定律 (多选)如图4-4-10所示,闭合开关s,将条形磁铁插入闭合线圈中,第一次用时0.2 s,第二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则()图4-4-10a.第一次线圈中的磁通量变化较快b.第一次电流表g的最大偏转角较大c.第二次电流表g的最大偏转角较大d.若断开开关s,电流表g均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动,转轴垂直于磁场,若通过线圈的磁通量随时间变化的规律如图4-4-11所示,则od过程中() 图4-4-11a.o时刻线圈中感应电动势最大b.d时刻线圈中感应电动势为零c.d时刻线圈中感应电动势最大d.o至d时间内线圈中平均感应电动势为0.4 v(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.510-5 t.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s.下列说法正确的是()a.电压表记录的电压为9 mvb.电压表记录的电压为5 mvc.河北岸的电势较高d.河南岸的电势较高如图4-4-12所示,粗细均匀、电阻为r的金属圆环固定在图示的匀强磁场中,磁感应强度为b,圆环直径为l;长为l、电阻为r2的金属棒放在圆环上,并以速度v0向左匀速运动.当金属棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电压为()图4-4-12a.0b.blv0 c.blv02d.blv03如图4-4-13所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场方向垂直,且一半处在磁场中.在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由b均匀地增大到2b.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为()图4-4-13a.ba22tb.nba22tc.nba2td.2nba2t 如图4-4-14所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平的初速度v0抛出,设在整个过程中棒始终保持水平且不计空气阻力,则金属棒中产生的感应电动势大小变化情况是()图4-4-14a.越来越大b.越来越小c.保持不变d.无法判断(多选)如图4-4-15所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好,在向右匀速通过m、n两区的过程中,导体棒所受安培力分别用fm、fn表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是()图4-4-15a.fm向右b.fn向左c.fm逐渐增大d.fn逐渐减小(多选)如图4-4-16所示,正方形线框的左半侧处在磁感应强度为b的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,线框的对称轴mn恰与磁场边界平齐.若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出,第二次让线框绕轴mn以线速度v2匀速转过90,两次过程中线框产生的平均感应电动势相等,则()图4-4-16a.两种情况下产生的感应电流方向相同b.两种情况下产生的感应电流方向不同c.v1v2=2d.v1v2=21一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4-4-17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4-4-17a.e=fl2b,且a点电势低于b点电势b.e=2fl2b,且a点电势低于b点电势c.e=fl2b,且a点电势高于b点电势d.e=2fl2b,且a点电势高于b点电势(多选)如图4-4-18甲所示,面积为0.1 m2的10匝线圈efg处于匀强磁场中,t=0时,磁场方向垂直于线圈平面向里,磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示.已知线圈与右侧电路接触良好,电路中的电阻r=4 ,电容器的电容c=10 f,线圈efg的电阻为1 ,其余部分电阻不计.当开关s闭合,电路稳定后,在t=0.1 s至t=0.2 s这段时间内()图4-4-18a.电容器所带的电荷量为810-5 cb.通过电阻r的电流是2.5 a,方向从b到ac.通过电阻r的电流是2 a,方向从a到bd.电阻r消耗的电功率是0.16 w2017西安交大附中期末如图4-4-19甲所示,导体棒mn置于水平导轨上,pqmn所围的面积为s,p、q之间有阻值为r的电阻,不计导轨和导体棒的电阻.导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正,在02t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒mn始终处于静止状态.下列说法正确的是()图4-4-19a.在0t0和t02t0时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同b.在0t0时间内,通过导体棒的电流方向为从n到mc.在t02t0时间内,通过电阻r的电流大小为sb0rt0d.在0t0时间内,通过电阻r的电荷量为sb02r(多选)如图4-4-20甲所示,线圈的匝数n=100匝,横截面积s=50 cm2,总电阻r=10 ,沿轴向有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在开始的0.1 s内()图4-4-20a.穿过线圈的磁通量的变化量为0.25 wbb.穿过线圈的磁通量的变化率为2.510-2 wb/sc.a、b两点间的电压为0d.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25 a如图4-4-21甲所示,在水平面上有两根足够长的金属导轨平行固定放置,导轨间距为l,左端通过导线与阻值为r的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;匀强磁场方向竖直向下.将与导轨平行的恒定拉力f作用在金属杆上,杆由静止开始运动且最终将做匀速运动.当改变拉力f的大小时,对应的匀速运动的速度v也会变化,v与f的关系如图乙所示.(重力加速度g取10 m/s2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?(2)若m=0.5 kg,l=0.5 m,r=0.5 ,则磁感应强度b为多大?(3)由v-f图线的横轴截距可求得什么物理量?其值为多少?图4-4-21第2课时1.ab解析 两次的磁通量变化相同,第一次用时短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故a正确;感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率大,则感应电动势大,产生的感应电流大,故b正确,c错误;断开开关,电流表不偏转,可知感应电流为零,但感应电动势不为零,故d错误.2.abd解析 由法拉第电磁感应定律知,o至d时间内线圈中的平均感应电动势e=t=210-3120.01 v=0.4 v,选项d正确.由感应电动势的物理意义知,感应电动势的大小由磁通量的变化率t决定,而任意时刻磁通量的变化率t就是该时刻-t图像切线的斜率,由图中可看出,o时刻处切线斜率最大,d时刻处切线斜率为零,故o时刻线圈中感应电动势最大,d时刻线圈中感应电动势为零,选项a、b正确,选项c错误.3.ac解析 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势e=blv=910-3 v,选项a正确,选项b错误;海水自西向东流动相当于导体棒做切割磁感线运动,根据右手定则可判断,河北岸的电势高,河南岸的电势低,选项c正确,选项d错误.4.d解析 金属棒产生的感应电动势e=blv0,金属棒两端的电压为路端电压.左、右两侧圆弧均为半圆,电阻均为r2,并联后的电阻为外电路电阻,即r=r4,金属棒在圆中部分的电阻为等效电源内阻,即r=r2,故金属棒两端的电压u=er+rr=blv03,d正确.5.b解析 根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势e=nt=nbst,这里的s指的是线圈在磁场中的有效面积,即s=a22,故e=n(2b-b)st=nba22t,b正确.6.c解析 金属棒做切割磁感线运动的有效速度是与磁感应强度b垂直的分速度,由于金属棒做切割磁感线运动的水平分速度不变,故感应电动势不变.7.bcd解析 根据安培定则可判断,通电导线在m区产生竖直向上的磁场,在n区产生竖直向下的磁场.当导体棒匀速通过m区时,由右手定则和左手定则可知导体棒受到的安培力向左;当导体棒匀速通过n区时,由右手定则和左手定则可知导体棒受到的安培力也向左,选项a错误,选项b正确.设导体棒的电阻为r,轨道的宽度为l,导体棒产生的感应电流为i,则导体棒受到的安培力f安=bil=bblvr+rl=b2l2vr+r,在导体棒从左到右匀速通过m区时,磁场由弱到强,所以fm逐渐增大;在导体棒从左到右匀速通过n区时,磁场由强到弱,所以fn逐渐减小,选项c、d正确.8.ac解析 由楞次定律可知,两种情况下产生的感应电流方向相同,a正确,b错误.第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出,线框中的感应电动势恒定,有e1=e1=blv1;第二次让线框绕轴mn以线速度v2匀速转过90,所需时间t=r2v2=l4v2,穿过线框的磁通量变化量=bll2=12bl2,产生的平均感应电动势e2=t=2blv2.由题意知e1=e2,可得v1v2=2,c正确,d错误.9.a解析 螺旋桨叶片转动切割磁感线产生感应电动势,根据转动切割模型有e=bl0+l2,其中=2f,则每个叶片上的感应电动势为e=fl2b.顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动(类比于我们抬头看天花板上的吊扇,吊扇的扇叶在按顺时针方向转动),利用右手定则,将每个叶片等效为一电源,根据“电流由电源的正极流出”可知,b为电源的正极,a为电源的负极,所以a点电势低于b点电势,选项a正确.10.ac解析 由法拉第电磁感应定律可知e=nt=nbts,电容器所带的电荷量q=cur=crr+re,联立解得q=810-5 c,选项a正确;由楞次定律可判断,通过电阻r的电流方向为从a到b,由闭合电路的欧姆定律知,电流i=er+r=2 a,选项b错误,选项c正确;电阻r消耗的电功率p=i2r=16 w,选项d错误.11.b解析 导体棒与导轨围成的闭合回路面积不变,t02t0时间内,bt=2b0t0,根据法拉第电磁感应定律可得,感应电动势e=t=sbt=2sb0t0,所以感应电流i=er=2sb0rt0,选项c错误.0t0时间内,竖直向上的磁通量减小,根据楞次定律可判断,感应电流的磁场方向竖直向上,导体棒中感应电流的方向为从n到m,选项b正确.0t0时间内,导体棒有向右运动的趋势,摩擦力水平向左,t02t0时间内,导体棒有向左运动的趋势,摩擦力水平向右,选项a错误.在0t0时间内,bt=b0t0,通过电阻r的电荷量q=it=ert=sbtrt=sb0t0rt0=sb0r,选项d错误.12.bd解析 穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,若设0.1 s时的磁通量为正,则磁通量的变化量=b2s-(-b1s)=(b2+b1)s=(0.1+0.4)5010-4 wb=2.510-3 wb,a错误;磁通量的变化率t=2.510-30.1 wb/s=2.510-2 wb/s,b正确;当a、b间断开时,其间电压等于线圈产生的感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势e=nt=2.5 v且恒定,c错误;在a、b间接一个理想电流表时,相当于a、b间接通而形成回路,回路总电阻即为线圈的总电