2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（五）電磁感應(yīng)中的電路及圖象問題 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（五）電磁感應(yīng)中的電路及圖象問題 新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到M′N′的過程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示，可能正確的是(　　) 解析：在金屬棒PQ進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域之前或出磁場(chǎng)后，棒上均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，與時(shí)間無關(guān)，保持不變，故A選項(xiàng)正確． 答案：A 2．如圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均

2、勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差φa－φb(　　) A．恒為 B．從0均勻變化到 C．恒為－ D．從0均勻變化到－ 解析：由楞次定律可知，在磁感應(yīng)強(qiáng)度由B1均勻增大到B2的過程中，φb>φa，所以φa－φb<0；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈兩端a、b之間電勢(shì)差Uab＝E＝n＝－n；綜上可知，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 答案：C 3．磁感線垂直線圈平面向里穿過線圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，則在0～2 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向?yàn)?　　) A．逐漸增大，逆時(shí)針 B．逐漸減小，順時(shí)針 C．大小不變，順時(shí)針 D．大小不變，先順時(shí)

3、針后逆時(shí)針 解析：因?yàn)锽－t圖象的斜率不變，所以感應(yīng)電流恒定．根據(jù)楞次定律判斷電流方向順時(shí)針． 答案：C 4．(開封高二檢測(cè))如圖所示，將兩塊水平放置的金屬板用導(dǎo)線與一線圈連接，線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場(chǎng)，兩板間有一帶正電的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象是(　　) 解析：帶正電油滴處于靜止，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，在正對(duì)金屬板之間產(chǎn)生的電場(chǎng)為恒定的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力與重力平衡．即電場(chǎng)力向上，說明上極板為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的負(fù)極，根據(jù)電流在電源內(nèi)部從負(fù)極流向正極可以判斷感應(yīng)電流是自上而下的方向，右手判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)是豎直向上的，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的

4、磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化，說明原磁場(chǎng)在減小，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，判斷原磁場(chǎng)在均勻減小，C對(duì)． 答案：C 二、多項(xiàng)選擇題 5．如圖甲所示，一個(gè)閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)磁場(chǎng)方向向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，線圈中的箭頭為電流I的正方向．線圈及線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖線可能是(　　) 答案：CD 6．(河北唐山統(tǒng)考)如圖甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10 cm、總電阻為0.1 Ω的正方形閉合導(dǎo)線圈，放在與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則以下說法正確的是(　　) A．在0

5、～3 s內(nèi)導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變 B．在t＝2.5 s時(shí)導(dǎo)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 V C．在0～2 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為20 C D．在t＝1 s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)電流的瞬時(shí)功率為10 W 解析：在0～2 s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為＝1 T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝nS＝100×0.12×1 V＝1 V；在2～3 s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為＝2 T/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝nS＝100×0.12×2 V＝2 V．在0～2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量增加，在2～3 s內(nèi)穿過線圈的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知在0～3 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生

6、的感應(yīng)電流方向發(fā)生了變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．在t＝2.5 s時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝2 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．在0～2 s內(nèi)，感應(yīng)電流I＝＝10 A，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q＝IΔt＝20 C，選項(xiàng)C正確．在t＝1 s時(shí)，導(dǎo)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的瞬時(shí)功率P＝UI＝I2R＝102×0.1 W＝10 W，選項(xiàng)D正確． 答案：CD 三、非選擇題 7．如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d＝0.5 m．右端接一阻值為4 Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙規(guī)律變化．CF長為2 m．在t＝0時(shí)，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整

7、個(gè)過程中，小燈泡亮度始終不變．已知ab金屬棒電阻為1 Ω，求： (1)通過小燈泡的電流； (2)恒力F的大??； (3)金屬棒的質(zhì)量． 解析：(1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電路總電阻R總＝RL＋Rab＝5 Ω 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1＝＝S＝0.5 V 燈泡中的電流強(qiáng)度為：IL＝＝0.1 A (2)因燈泡亮度不變，故在t＝4 s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒中的電流強(qiáng)度：I＝IL＝0.1 A 恒力大?。篎＝FA＝BId＝0.1 N (3)因燈泡亮度不變，金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E2＝E1＝0.5 V 金屬棒在磁場(chǎng)中的速度：v＝＝0.5 m/s 金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)的加速度為：a＝＝0.125 m/s2 故金屬棒的質(zhì)量為：m＝＝0.8 kg 答案：(1)0.1 A　(2)0.1 N　(3)0.8 kg