2024年高中物理第四章电磁感应分层训练进阶冲关4.4法拉第电磁感应定律新人教版选修3-2

PAGE8-分层训练进阶冲关A组基础练(建议用时20分钟)1.关于电磁感应下列说法正确的是 (C)A.穿过回路的磁通量越大,则产生的感应电动势越大B.穿过回路的磁通量减小,则产生的感应电动势肯定变小C.穿过回路的磁通量变更越快,则产生的感应电动势越大D.穿过回路的磁通量变更越大,则产生的感应电动势越大2.如图所示,在水平桌面上放着一个10匝的矩形线圈,线圈中心上方某处有一直立的条形磁体,此时线圈内的磁通量为0.04Wb。在0.5s内将条形磁体放到线圈内的桌面上,此时线圈内的磁通量为0.12Wb,则在这个过程中线圈的感应电动势为 (C)A.0.16V B.0.24V C.1.6V D.2.4V3.如图所示,导体棒ab沿水平面内的光滑导线框向右做匀速运动,速度v=5.0m/s。线框宽度l=0.4m,处于垂直纸面对下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.1T。则感应电动势E的大小为 (B)A.0.1V B.0.2V C.0.3V D.0.4V4.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匀称地增大到2B,在此过程中,线圈中产生的电动势为 (D)5.如图所示,一边长为L的同一材料同样粗细导线制成的正方形金属框abcd在竖直面内下落,ab边以速度v进入下方磁感应强度为B的匀强磁场中,则线框进入磁场时,ab边两端的电势差Uab为 (B)A.BLv B.BLv C.BLv D.-BLv6.粗细匀称的金属圆环,其电阻为2r,放在图示的匀强磁场中。磁感强度为B,圆环直径为L,另一长为L、电阻为r的金属棒ab放在圆环上,接触电阻不计。当ab棒以v0向左运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为 (B)A.BLv0 B.BLv0 C.BLv0 D.BLv07.在竖直向下的磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为0.1m,电阻不计。左端接有电阻为R=0.9Ω的定值电阻;金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,其电阻r=0.1Ω,以10m/s平行于MN的速度向右做匀速运动。(1)推断通过金属棒ab的感应电流的方向。(2)计算通过金属棒ab的感应电流的大小。(3)计算金属棒ab两端的电压U。【解析】(1)依据右手定则可知,通过金属棒ab的感应电流的方向b→a。(2)依据电磁感应定律:E=BLv=0.1×0.1×10V=0.1V依据闭合电路欧姆定律:金属棒ab的感应电流I==A=0.1A(3)金属棒ab两端的电压U=IR=0.09V答案:(1)电流的方向b→a(2)0.1A(3)0.09VB组提升练(建议用时20分钟)8.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,其他电阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面对里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,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 (A)A. B.C. D.9.(多选)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面对下。现使磁感应强度随时间匀称减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是(A、D)A.ab中的感应电流方向由a到bB.ab中的感应电流渐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力渐渐减小10.如图所示,单匝金属线圈半径为r1,电阻为R,内部存在一圆形区域匀强磁场,磁场区域半径为r2,磁感应强度随时间的变更为B=kt(k>0),磁场方向垂直纸面对外,下列说法正确的是 (C)A.线圈中感应电流的方向为逆时针方向B.线圈具有收缩趋势C.线圈中感应电流的大小为D.线圈中感应电动势的大小为πk11.在匀称磁场中有一N匝,半径为a的圆形线圈(其总电阻为R)和一仪器(内阻不计)串联,线圈平面与磁场垂直,当线圈快速由静止翻转180°,该仪器指示有电量q通过,依据已知q、N、a、R,可计算出磁感应强度B等于 (A)A. B. C. D.12.(多选)如图甲所示,两固定平行且光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ=37°,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0～9.9Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面对上,磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm。变更电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨道间距为L=2m,重力加速度取g=10m/s2,轨道足够长且电阻不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。则 (A、C)A.金属杆滑动时产生的感应电流方向是aPMbaB.金属杆的质量为m=0.5kgC.金属杆的接入电阻r=2ΩD.当R=2Ω时,杆ab匀速下滑过程中R两端电压为8V13.如图所示,水平U形光滑框架,宽度为L=1m,电阻忽视不计,导体棒ab的质量m=0.2kg,电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=1T,方向垂直框架向上。现用F=6N的恒定外力由静止起先向右拉ab棒,求:(1)当ab棒的速度达到2m/s时,ab棒产生的感应电流的大小和方向。(2)当ab棒的速度达到2m/s时,ab棒的加速度大小。(3)ab棒运动的最大速度。【解析】(1)依据E=BLv,I=,得I=4A,电流方向:从a经过棒到b。(2)依据F-BIL=ma,解得a=10m/s2。(3)当棒加速度为零时,棒达到最大速度,有F=BI′L,I′=得vm=3m/s。答案:(1)4A,从a经过棒到b(2)10m/s2(3)3m/sC组培优练(建议用时20分钟)14.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一边长为l的正方形导线框,ab边质量为m,其余边质量不计,cd边有固定的水平轴,导线框可以绕其转动,现将导线框拉至水平位置由静止释放,不计摩擦和空气阻力,导线框经过时间t运动到竖直位置,此时ab边的速度为v,求:(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小。(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小。【解析】(1)线框在初位置Φ1=BS=Bl2转到竖直位置Φ2=0依据法拉第电磁感应定律E==。(2)转到竖直位置时,bc、ad两边不切割磁感线,ab边垂直切割磁感线,此时求的是瞬时感应电动势,且感应电动势的大小为E=Blv。答案:(1)(2)Blv15.如图所示,匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,线圈P通过导线与阻值为R的电阻和两平行金属板相连,两金属板之间的距离为d,两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。当线圈P所在位置的磁场匀称变更时,一质量为m、带电量为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周