【志鸿优化设计】（江苏专用）2014届高考物理 第九章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律 自感现象练习

1 课时作业课时作业 4040 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 自感现象自感现象 一 单项选择题 每题 6 分 共 18 分 1 2012 山东青岛模拟 如图甲所示 水平面上的平行导轨MN PQ上放着两根导体 棒ab cd 两棒中间用绝缘丝线系住 开始时匀强磁场垂直于纸面向里 磁感应强度B随 时间t的变化如图乙所示 I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力 不计电流 之间的相互作用力 则在t0时刻 A I 0 FT 0 B I 0 FT 0 C I 0 FT 0 D I 0 FT 0 2 2012 南京模拟 如图所示 长为L的金属导线弯成一圆环 导线的两端接在电 容为C的平行板电容器上 P Q为电容器的两个极板 磁场垂直于环面向里 磁感应强度 以B B0 Kt K 0 随时间变化 t 0 时 P Q两极板电势相等 两极板间的距离远小 于环的半径 经时间t电容器P板 A 不带电 B 所带电荷量与t成正比 C 带正电 电荷量是 KL2C 4 D 带负电 电荷量是 KL2C 4 3 如图所示 竖直平面内有一金属环 半径为a 总电阻为R 指拉直时两端的电阻 磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面 在环的最高点A用铰链连接长度为 2a 电 阻为 的导体棒AB AB由水平位置紧贴环面摆下 当摆到竖直位置时 B点的线速度为v R 2 则这时AB两端的电压大小为 A B Bav 3 Bav 6 C D Bav 2Bav 3 二 多项选择题 每题 8 分 共 24 分 4 如图所示为新一代炊具 电磁炉 无烟 无明火 无污染 不产生有害气体 高 效节能等是电磁炉的优势所在 电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场 当磁场的磁感线通 过含铁质锅底部时 即会产生无数小涡流 使锅体本身自行高速发热 然后再加热锅内食 物 下列相关说法中正确的是 2 A 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B 恒定磁场越强 电磁炉的加热效果越好 C 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 D 提高磁场变化的频率 可提高电磁炉的加热效果 5 如图所示的电路中 三个相同的灯泡a b c和电感L1 L2与直流电源连接 电 感的电阻忽略不计 开关 S 从闭合状态突然断开时 下列判断正确的是 A a先变亮 然后逐渐变暗 B b先变亮 然后逐渐变暗 C c先变亮 然后逐渐变暗 D b c都逐渐变暗 6 如图所示 空间存在两个磁场 磁感应强度大小均为B 方向相反且垂直纸面 MN PQ为其边界 OO 为其对称轴 一导线折成边长为l的正方形闭合回路ABCD 回路在 纸面内以恒定速度v0向右运动 当运动到关于OO 对称的位置时 A 穿过回路的磁通量为零 B 回路中感应电动势大小为 2Blv0 C 回路中感应电流的方向为顺时针方向 D 回路中AB边与CD边所受安培力方向相同 三 非选择题 分值依次为 18分 20 分 20 分 7 如图所示 边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动 磁感 应强度为B 初始时刻线框所在平面与磁感线垂直 经过t时间后转过 120 角 求 1 线框内感应电动势在t时间内的平均值 2 转过 120 角时感应电动势的瞬时值 8 金属杆MN和PQ间距为l MP间接有电阻R 磁场如图所示 磁感应强度为B 金 属棒AB长为 2l 由图示位置以A为轴 以角速度 匀速转过 90 顺时针 求该过程 中 其他电阻不计 3 1 R上的最大电功率 2 通过R的电荷量 9 如图所示 电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内 MO间接有阻值为 R 3 的电阻 导轨相距d 1 m 其间有竖直向下的匀强磁场 磁感应强度B 0 5 T 质量为m 0 1 kg 电阻为r 1 的导体棒CD垂直于导轨放置 并接触良好 用平行于 MN的恒力F 1 N 向右拉动CD CD受的摩擦阻力Ff恒为 0 5 N 求 1 CD运动的最大速度的大小 2 当CD达到最大速度后 电阻R消耗的电功率是多少 3 当CD的速度为最大速度的一半时 CD的加速度的大小 4 参考答案参考答案 1 C 解析 解析 t0时刻 磁场变化 磁通量变化 故I 0 由于 B 0 故ab cd所受 安培力均为零 丝线的拉力为零 C 项正确 2 D 解析 解析 圆环中的磁通量增加 由楞次定律和安培定则可知 圆环中感应电流的 方向为逆时针 则P板带负电 由法拉第电磁感应定律得E S KS 而 B t L 2 R S R2 所以E 电容器所带的电荷量Q CE D 正确 KL2 4 KL2C 4 3 A 解析 解析 摆到竖直位置时 AB棒产生的感应电动势E B 2av Bav 此时的等 1 2 效电路图如图 则UAB I A 正确 R 4 E R 2 R 4 R 4 Bav 3 4 CD 5 AD 6 ABD 解析 解析 闭合回路关于OO 对称 穿过回路的磁感线的净条数为零 选项 A 正 确 由右手定则可知 CD AB相当于电源 并且为串联关系 则回路中感应电流的方向为 逆时针方向 感应电动势E 2Blv0 选项 B 正确而 C 错误 由左手定则可知 AB边 CD 边受到安培力均向左 选项 D 正确 7 答案 答案 1 2 3Ba2 2t 3 Ba2 3t 解析 解析 1 因为 1 Ba2 2 Ba2 所以 Ba2 所以 1 2 3 2E t 3Ba2 2t 2 线框转过 120 这一时刻 CD边的线速度v 速度方向与磁场方向的夹角 2 a 3t 60 所以E瞬 Bavsin 3 Ba2 3t 8 答案 答案 1 2 4B2 2l4 R 3Bl2 2R 解析 解析 1 当金属棒转到AN位置时 金属棒产生的感应电动势最大 E B 2l 2B l2 此时R有最大电功率 则Pm 2l 2 E2 R 4B2 2l4 R 2 金属棒由AB位置转到AN位置的过程中 磁通量的变化量 B S B l 2lsin 60 Bl2 1 2 3 2 根据法拉第电磁感应定律得 E t 3Bl2 2 t 则平均电流 I E R 3Bl2 2R t 通过R的电荷量q t I 3Bl2 2R 9 答案 答案 1 8 m s 2 3 W 3 2 5 m s2 5 解析 解析 1 设导体棒的运动速度为v 则产生的感应电动势为 E Bdv 根据闭合电路欧姆定律有 I E R r 则安培力为 F0 BdI 据题意分析 当v最大时 有 F F0 Ff 0 联立以上各式得 vmax 8 m s F Ff R r B2d2 2 棒CD速度最大时 同理有 Emax Bdvmax