人教版选修4.4 法拉第电磁感应定律 作业.doc

4.4 法拉第电磁感应定律 作业1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律en知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，a错感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，b错误，c正确根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，d错误答案：c2.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，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：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小答案：d3如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知abbcl，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为()ablv bblvsin cblvcos dblv(1sin )解析：公式eblv中的l应指导体切割磁感线的有效长度，也就是与磁感应强度b和速度v垂直的长度，因此该金属弯杆的有效切割长度为lsin ，故感应电动势大小为blvsin ，故选项b正确答案：b4一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内再将线框的面积均匀地减小到原的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()a12 b11c21 d41解析：设原磁感应强度是b，线框面积是s.第1 s内12bsbsbs，第2 s内22b2bsbs.因为en，所以两次电动势大小相等，b正确5.如图所示，将直径为d，电阻为r的闭合金属环从匀强磁场b中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为()a. b.c. d.解析：n，故qttn.答案：a6.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知c30 f，l15 cm，l28 cm，磁场以5102 t/s的速率增加，则()a电容器上极板带正电，带电荷量为6105 cb电容器上极板带负电，带电荷量为6105 cc电容器上极板带正电，带电荷量为6109 cd电容器上极板带负电，带电荷量为6109 c解析：电容器两极板间的电势差u等于感应电动势e，由法拉第电磁感应定律，可得el1l22104 v，电容器的带电荷量qcuce6109c，再由楞次定律可知上极板的电势高，带正电，c项正确答案：c7.如图所示，a、b两闭合线圈用同样导线绕成，a有10匝，b有20匝，两圆线圈半径之比为21.均匀磁场只分布在b线圈内当磁场随时间均匀减弱时()aa中无感应电流ba、b中均有恒定的感应电流ca、b中感应电动势之比为21da、b中感应电流之比为12解析：只要穿过圆线圈内的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势和感应电流，因为磁场变化情况相同，有效面积也相同，所以每匝线圈产生的感应电动势相同，又由于两线圈的匝数和半径不同，电阻值不同，根据电阻定律，单匝线圈电阻之比为21，所以，感应电流之比为12.因此正确答案是b、d.答案：bd8.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd，则()afdfcfb bfcfdfbcfcfbfd dfcfbfd解析：线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由f知，安培力和线圈的速度成正比，d项对答案：d9.如图所示，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恰与磁场边缘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.若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则()av1v22 bv1v22cv1v212 dv1v221解析：将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，时间t1v1；让线框绕轴mn以线速度v2匀速转过90，角速度，时间t2，两次过程中线框产生的平均感应电动势相等，t2t1，解得v1v22，选项a正确答案：a10.如图所示，水平放置的平行金属导轨相距l0.50 m，左端接一电阻r0.20 ，磁感应强度b0.40 t的匀强磁场方向垂直于导轨平面导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；(3)ab棒中哪端电势高；(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力f的大小解析：(1)ab棒中的感应电动势eblv0.400.504.0 v0.80 v(2)感应电流的大小i a4.0 a(3)ab相当于电，根据右手定则知，a端电势高(4)ab棒受安培力fbil0.44.00.50 n0.80 n由于ab以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动，故外力的大小也为0.8 n答案：(1)0.80 v(2)4.0 a(3)a端高(4)0.8 n11.一个边长a1 m的正方形线圈，总电阻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：(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，b1 m，故只在进入和穿出时有感应电流，有q2i2rt2i2r20.522 j0.5 j答案：(1)0.5 a(2)0.5 j12如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为r，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热q.解析：根据平衡条件、法拉第电磁感应定律、能量守恒定律解题(1)在绝缘涂层上：导体棒受力平衡，则mgsi