2012高中物理 1.4 法拉弟电磁感应定律每课一练 粤教版选修3-2

用心 爱心 专心1 1 41 4 法拉弟电磁感应定律法拉弟电磁感应定律 每课一练 粤教版选修每课一练 粤教版选修 3 23 2 我夯基 我达标 1 把一条形磁铁插入一个闭合线圈中 一次是迅速插入 另一次是缓慢插入 两次初 末位置分别相同 则两次插入情况相比较 正确的说法是 A 磁通量的变化率相同 B 磁通量的变化量相同 C 线圈中产生的感应电动势相同 D 线圈中通过导体横截面的电荷量相同 解析 一次快速将磁铁插入线圈中 另一次是缓慢地将磁铁插入线圈中 时间不等 线圈内磁通量均由 0 增加至相同的最大值 故磁通量的变化是相同的 由可知 t E 磁通量的变化率不同 产生的感应电动势不等 故 B 正确 A C 错 通过导体横截面电荷 量 故 D 正确 正确答案是 B D R t tR t R E tIq 答案 BD 2 如图 1 4 9 所示 PQRS为一正方形导线框 它以恒定的速度向右进入以MN为边界 的匀强磁场 磁场方向垂直于线框平面 MN线与线框的边成 45 角 E F分别为PS和PQ 的中点 关于线圈中的感应电流 正确的说法是 图 1 4 9 A 当E点经过边界MN时 线框中感应电流最大 B 当P点经过边界MN时 线框中感应电流最大 C 当F点经过边界MN时 线框中感应电流最大 D 当Q点经过边界MN时 线框中感应电流最大 解析 由题意知在线框进入磁场的过程中B与 都是不变的 根据公式E BL 可知 有效长度L最大时 回路中感应电流最大 当P点经过边界MN时 R点正好经过边界MN 切割磁感线运动的有效长度L有最大值 故正确答案为 B 用心 爱心 专心2 答案 B 3 将一根金属杆在竖直向下的匀强磁场中以垂直磁场方向的初速度 水平抛出 若金 属杆在运动过程中始终保持水平 那么金属杆的感应电动势E的大小将 A 随杆的速度的增大而增大 B 保持不变 C 随杆的速度方向与磁场方向夹角的减小而减小 D 因为速度的大小与方向同时变化 因此无法判断E的大小 解析 金属杆做平抛运动 如图 1 4 10 所示 金属杆在运动过程中 速度方向与磁场 方向间的夹角 越来越小 而金属杆的速度越来越大 但切割磁感线的有效速度是其水平 分量 即 L tsin 则金属杆中产生的感应电动势E BL sin BL 故正确答 案为 B 图 1 4 10 答案 B 4 如图 1 4 11 所示 三角形金属导轨abc上放一金属杆AB 在外力作用下使AB保持 与ab垂直以速度 0从a点开始向右匀速移动 设导轨和金属杆均由粗细相同的同种金属 材料制成 则下列判断正确的是 图 1 4 11 A 电路中的感应电动势大小不变 B 电路中的感应电动势逐渐增大 C 电路中的感应电流大小不变 用心 爱心 专心3 D 电路中的感应电流逐渐减小 解析 根据公式E BLAB 当AB杆向右匀速运动时 LAB逐渐增大 故E增大 A 错 B 正确 电路的总电阻 电路中的瞬时电流 0 cotsin S LLL R ABABAB 其中 为导体的电阻率 S0为导体的横截面积 cot sin 1 1 0 SB R E I 所以I不变 C 正确 故本题答案为 B C 答案 BC 5 在下图 1 4 12 中 金属棒ab长为L 匀强磁场的磁感应强度为B 金属棒运动的速 率为 为图标中的夹角 金属棒ab两点间的感应电动势E BL sin 的有 图 1 4 12 解析 由于运动而产生的感应电动势E BL 中的B L 互相垂直 当三者不互相 垂直时 应将不垂直的物理量投影到三者垂直的方向上来 根据这原则 对于 A 图 磁场 方向垂直于杆的速度方向所确定的平面 但是速度方向与杆不垂直 将速度投影到垂直于 杆的方向上时 速度为 sin 代入E BL 中后 得E BL sin 对于 B 图 它与 A 图的情况相同 对于 C 图 杆已经垂直于磁场和速度所确定的平面 但磁场方向与速度方 向不垂直 将速度投影到垂直于磁场方向上 或将磁感应强度投影垂直于速度的方向上 其感应电动势为E BL sin 而对于 D 图 三个物理量均在一个平面内 不能产生感应 电动势 从切割磁感线的角度来看 杆的速度方向平行于磁场所在平面运动没有切割磁感 线 所以没有感应动势产生 答案 ABC 6 在图 1 4 13 各图中 线框abcd在磁场中运动能产生感应电流的是 用心 爱心 专心4 图 1 4 13 答案 AC 7 如图 1 4 14 所示 半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO 以角速度 匀速运动 匀强电场的磁感应强度为B 以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时 求在转过 30 角的过程中 环中产生的感应电动势是多大 O O B 图 1 4 14 解析 金属环在转过 30 角过程中 磁通量的变化量为 2 1 BSsin30 0 B r2 又 t 根据法拉第电磁应定律 E E 3B r2 求得的是平 2 1 6t 均感应电动势 只有当 t趋于零 时间间隔 t取的足够小 时 才等于瞬时感应电动 势 答案 E 3B r2 8 如图 1 4 15 所示 两光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中 磁场垂直导轨所在平面 金属棒ab可沿导轨自由滑动 导轨一端跨接一个定值电阻R 其余电阻不计 用心 爱心 专心5 图 1 4 15 已知 框架宽l 0 50m 定值电阻R 0 20 磁感应强度B 0 40T 当ab以 4 0m s 向右匀速滑动时 求 1 导体ab上产生的感应电动势大小 2 电阻R上产生的热功率是多少 解析 1 导体ab垂直切割磁感线 所以E BL 0 40 0 50 4 0V 0 80V 2 R上热功率WW R E R R E RIP2 3 20 0 80 0 22 22 答案 0 8V 3 2W 9 如图 1 4 16 所示 半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外 匀强磁 场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积 当磁感应强度以的变化率均匀变化时 t B 线圈中产生感应电动势的大小为 图 1 4 16 答案 NL2 t B 10 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 转轴垂直于磁场 若线圈所围面积的磁通量 随时间变化的规律如图 1 4 17 所示 则 用心 爱心 专心6 图 1 4 17 A 线圈中O时刻感应电动势最大 B 线圈中D时刻感应电动势为零 C 线圈中D时刻感应电动势最大 D 线圈从O至D时间内平均感应电动势为 0 4V 解析 图像上各点的斜率表示该时刻穿过线圈的磁通量的变化率 从图看出O点的斜 率最大 在该时刻线圈中感应电动势最大 故 A 正确 在D时刻图像的斜率为零 该时刻 线圈中感应电动势为零 B 正确 C 错 线圈从O D经过时间 t 0 005s 穿过线圈的磁 通量的变化量 2 1 2 10 3Wb 则感应电动势V D4 0 005 0 102 3 s Wb t E 正确 答案 ABD 我综合 我发展 11 如图 1 4 18 所示 粗细均匀的金属环的电阻为r的金属圆环 放在图示的匀强磁 场中 磁感应强度为B 圆环直径为l 长为l 电阻为r 2 的金属棒ab放在圆环上 以 0向左运动 当ab棒运动到图示虚线位置时 金属棒两端的电势差为 图 1 4 18 A 0 B Bl 0 C Bl 0 2 D Bl 0 3 用心 爱心 专心7 解析 切割磁感线的金属棒ab相当于电源 其电阻相当于电源内阻 当运动到虚线位 置时 两个半圆相当于并联 可画出如图 1 4 19 所示的等效电路图 图 1 4 19 r Bl r Bl r R E I r RR 3 4 4 3 2 4 00 外 并外 金属棒两端电势差相当于路端电压 0 0 3 1 43 4 Bl r r Bl IRUab 外 答案 D 12 如图 1 4 20 所示 金属环处于有直线边界的匀强磁场中 磁场方向与圆环平面垂 直 现以垂直于磁场边界的速度 将圆环匀速拉出磁场 在该过程中 圆环上的感应电流 图 1 4 20 A 大小不变 B 逐渐减小 C 逐渐增大 D 先增大后减小 解析 圆环拉出磁场过程中切割磁感线 有效切割长度等于圆环与磁场边界两交点之 间的距离 这个距离先增大后减小 感应电动势E BL 环中电流随L变 R BL R E I 化而变化 故 D 选项正确 答案 D 13 如图 1 4 21 所示 直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中 ab是一段长为l 用心 爱心 专心8 电阻为R的均匀导线 ac和bc的电阻可不计 ac长度为 磁场的磁感强度为B 方向 2 l 垂直纸面向里 现有一段长度为 电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上 开始时紧 2 l 2 R 靠ac 然后沿ab方向以恒定速度 向b端滑动 滑动中始终与ac平行并与线框保持良 好接触 当MN滑过的距离为时 导线ac中的电流是多大 方向如何 3 l 图 1 4 21 答案 方向a c R Bl Iac 5 2 14 如图 1 4 22 所示 半径为a的圆形区域 图中虚线 内有匀强磁场 磁感应强度 B 0 2T 半径为b的金属圆环与圆a同心 共面地放置 磁场与环面垂直 其中 a 0 4m b 0 6m 金属环上分别接有灯L1 L2 两灯的电阻均为 2 一金属棒MN与金属 环接触良好 棒与环的电阻均忽略不计 图 1 4 22 1 若棒以 0 5m s 的速率沿环面向右匀速滑动 求棒滑过圆环直径OO1的瞬间MN 中的电动势和流过灯L1的电流 2 撤去中间的金属棒MN 将左面的半圆弧OL1O1以OO1为轴翻转 90 若此后B随 时间均匀变化 其变化率 求L2的功率 T s 4 t B 解析 1 棒MN切割磁感线运动时为闭合电路充当了电源 L1和L2是并联关系 在 棒滑过圆环直径OO1的瞬间 电源电动势为 用心 爱心 专心9 E1 0 8V V54 022 02 01 aBBLE