新教材2023-2024学年高中物理第2章电磁感应分层作业10法拉第电磁感应定律课件新人教版选择性必修第二册

第二章分层作业10法拉第电磁感应定律1234567891011A级必备知识基础练1.

如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面向里,MN与线框的QR边成45°角,E、F分别是PS边和PQ边的中点。关于线框中的感应电流,正确的说法是(

)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B解析

当P点经过边界MN时,切割磁感线的有效长度最大,此时感应电动势最大,感应电流也最大,故选B。12345678910112.

如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中不计空气阻力,金属棒始终保持水平,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(

)A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.无法确定C解析

金属棒做平抛运动,水平速度不变,且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度,故感应电动势保持不变。12345678910113.(2023河南高二月考)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是(

)A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向B123456789101112345678910114.

如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt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(

)B12345678910115.

如图所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面向里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,其他电阻不计,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,电阻R中的电流为(

)A1234567891011

C解析

A点线速度vA=ω·3R,B点线速度vB=ωR,AB棒切割磁感线的平均速度12345678910117.如图所示,电阻为0.1Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2m,bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为0.5T,在水平拉力作用下,线圈以8m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中:(1)感应电动势E的大小;(2)所受拉力F的大小;(3)感应电流产生的热量Q。答案

(1)0.8V(2)0.8N(3)0.32J1234567891011解析

(1)感应电动势E=Blv代入数据得E=0.8

V。拉力的大小等于安培力的大小,故F=Bil1234567891011B级关键能力提升练8.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄,使圆盘沿如图所示方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,圆盘半径为r,圆盘匀速转动的角速度为ω。下列说法正确的是(

)1234567891011A.圆盘产生的电动势为

Bωr2,流过电阻R的电流方向为从b到aB.圆盘产生的电动势为

Bωr2,流过电阻R的电流方向为从a到bC.圆盘产生的电动势为Bωπr2,流过电阻R的电流方向为从b到aD.圆盘产生的电动势为Bωπr2,流过电阻R的电流方向为从a到b答案

A解析

将圆盘看成由无数根辐条组成,它们均切割磁感线,从而产生感应电动势,根据右手定则,圆盘上感应电流从边缘流向圆心,则流过电阻R的电流方向为从b到a,根据法拉第电磁感应定律得圆盘产生的感应电动势12345678910119.

如图所示,A、B两单匝闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为(

)D1234567891011123456789101110.(多选)如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0~t2时间内(不计初始时刻)(

)A.电容器C的电荷量大小始终没变B.电容器C的a板先带正电后带负电C.MN所受安培力的大小始终没变D.MN所受安培力的方向先向右后向左AD1234567891011解析

由题图乙可知,磁感应强度均匀变化,根据公式E=nS可知,产生恒定电动势,由C=可知,感应电动势不变,电容器的电压U不变,则电荷量大小不变,故A正确;根据楞次定律可知MN中的感应电流方向由N到M,电容器的a极板一直带正电,故B错误;感应电流不变,由于磁感应强度的大小变化,MN所受安培力F=BIl,所以安培力的大小先减小后增大,方向先向右后向左,故C错误,D正确。123456789101111.如图甲为健身用的单车,在人骑行时,车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成如图乙所示,其中a、b分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度B=2T,方向与轮盘垂直,轮盘半径r=0.25m,轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时,保持轮盘边缘的线速度大小为v=8m/s。(1)请判断a、b哪一点电势高。(2)求a、b两点间的电压。(3)若在a、b间接一个阻值R=10Ω的电阻,假定人体消