2022版高中物理 課時作業(yè)(四)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 課時作業(yè)(四)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2 一、單項選擇題 1.(上海寶山期末)穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒減少4 Wb,則(  ) A.線圈中感應(yīng)電動勢每秒增大4 V B.線圈中感應(yīng)電動勢每秒減小4 V C.線圈中無感應(yīng)電動勢 D.線圈中感應(yīng)電動勢保持4 V不變 解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,可得:E==4 V,選項D正確,選項A、B、C錯誤. 答案:D 2. 夏天將到,在北半球,當(dāng)我們抬頭觀看教室內(nèi)的電風(fēng)扇時,發(fā)現(xiàn)電風(fēng)扇正在逆時針轉(zhuǎn)動.金屬材質(zhì)的電風(fēng)扇示意圖如圖所示,由于電磁場的存在,下列關(guān)于A、O兩點的電勢及電勢差的說法,

2、正確的是(  ) A.A點電勢比O點電勢高 B.A點電勢比O點電勢低 C.A點電勢和O點電勢相等 D.扇葉長度越短,UAO的電勢差數(shù)值越大 解析:在北半球,地磁場的豎直分量豎直向下,由右手定則可判斷OA中電流方向由O到A,再根據(jù)在電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極,可知A點為正極,電勢高,A對,B、C錯;由E=Blv可知D錯. 答案:A 3. 如圖,在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1;若磁感應(yīng)強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E

3、2分別為(  ) A.c→a,2∶1 B.a(chǎn)→c,2∶1 C.a(chǎn)→c,1∶2 D.c→a,1∶2 解析:由右手定則可判斷出MN中電流方向為從N到M,通過電阻R的電流方向為a→c.根據(jù)E=BLv知,若磁感應(yīng)強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍,E1∶E2=1∶2,C項正確. 答案:C 4. 如圖所示,導(dǎo)體棒AB的長為2R,繞O點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,OB長為R,且O、B、A三點在一條直線上,有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直,那么AB兩端的電勢差為(  ) A.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2

4、 解析:A點線速度vA=ω·3R,B點線速度vB=ωR,AB棒切割磁感線的平均速度==2ωR,由E=Blv得,AB兩端的電勢差為E=B·2R·=4BωR2,C正確. 答案:C 5. 如圖所示,勻強磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為(  ) A. B. C. D. 解析

5、:當(dāng)線框繞過圓心O的轉(zhuǎn)動軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,由于面積的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流.設(shè)半圓的半徑為r,導(dǎo)線框的電阻為R,即I1=====.當(dāng)線框不動,磁感應(yīng)強度變化時,I2====,因I1=I2,可得=,C選項正確. 答案:C 二、多項選擇題 6.在空間某處存在一變化的磁場,則(  ) A.在磁場中放一閉合線圈,線圈中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.在磁場中放一閉合線圈,線圈中不一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場周圍一定不會產(chǎn)生電場 D.在磁場中放不放閉合線圈,在變化的磁場周圍都會產(chǎn)生電場 解析:由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知,只有閉合回路中磁通量發(fā)生改變

6、,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,如果閉合線圈平面與磁場方向平行,則線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯、B對;由麥克斯韋電磁場理論可知,感應(yīng)電場的產(chǎn)生與變化的磁場周圍有無閉合回路無關(guān),故C錯、D對. 答案:BD 7.(杭州高二檢測)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,下列表述正確的是(  ) A.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B.當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時,感應(yīng)電動勢可能不為零 C.當(dāng)穿過線圈的磁通量變化越快時,感應(yīng)電動勢越大 D.感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化量成正比 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動勢E=n,即感應(yīng)電動勢與線圈匝數(shù)

7、有關(guān),故A錯誤;同時可知,感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率有關(guān),故D錯誤;磁通量變化越快、感應(yīng)電動勢越大,故C正確;當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時,磁通量的變化率不一定為零,因此感應(yīng)電動勢不一定為零,故B正確. 答案:BC 8.將一磁鐵緩慢或者迅速地插到閉合線圈中的同一位置,不發(fā)生變化的物理量是(  ) A.磁通量的變化量 B.磁通量的變化率 C.感應(yīng)電流的大小 D.流過導(dǎo)體橫截面的電荷量 解析:將磁鐵插到同一位置,磁通量的變化量相同,而用時不同,所以磁通量的變化率不同,感應(yīng)電動勢的大小不同,感應(yīng)電流的大小不同,由q=IΔt=Δt=Δt=可知流過導(dǎo)體橫截面的電荷量不變. 答案:AD

8、9.單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)軸垂直于磁場,如線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示,則線圈中(  ) A.0時刻感應(yīng)電動勢最大 B.0.05 s時感應(yīng)電動勢為零 C.0.05 s時感應(yīng)電動勢最大 D.0~0.05 s這段時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4 V 解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律E=,在Φ-t圖象為某點斜率,0時刻和0.1 s時刻斜率絕對值最大,表明電動勢值最大,0.05 s時刻斜率為零,則電動勢為零,0~0.05 s時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4 V,故選項A、B、D正確. 答案:ABD 10.如圖甲所示,面積為S=1 m2的導(dǎo)體圓環(huán)內(nèi)通有垂直于圓平面向里的磁

9、場,磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示(B取向里方向為正).以下說法中正確的是(  ) A.環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 B.環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 C.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為1 V D.環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為2 V 解析:由楞次定律可判斷,環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,選項A正確、B錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E=S=×1 V=1 V,選項C正確、D錯誤. 答案:AC 三、非選擇題 11. (濱州高二檢測)在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,寬度為l=0.4 m,如圖所

10、示,框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd,框架電阻不計.若cd桿以恒定加速度a=2 m/s2由靜止開始做勻變速運動,則: (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少? (2)第5 s末,回路中的電流多大? 解析:(1)5 s內(nèi)的位移x=at2=25 m, 5 s內(nèi)的平均速度==5 m/s, (也可用= m/s=5 m/s求解) 故平均感應(yīng)電動勢E=Bl=0.4 V. (2)第5 s末:v′=at=10 m/s.此時感應(yīng)電動勢:E′=Blv′. 則回路電流為I=== A=0.8 A. 答案:(1)0.4 V (2)0.8 A 12.如圖甲所示,一個圓形線圈匝數(shù)

11、n=1 000匝、面積S=2×10-2 m2、電阻r=1 Ω.在線圈外接一阻值為R=4 Ω的電阻.把線圈放入一個勻強磁場中,磁場方向垂直線圈平面向里,磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.求: (1)0~4 s內(nèi),回路中的感應(yīng)電動勢; (2)t=5 s時,a、b兩點哪點電勢高; (3)t=5 s時,電阻R兩端的電壓U. 解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,0~4 s內(nèi),回路中的感應(yīng)電動勢E=n =1 000× V =1 V (2)t=5 s時,磁感應(yīng)強度正在減弱,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向是垂直紙面向里,故a點的電勢高. (3)在t=5 s時,線圈的感應(yīng)電動勢為E′=n =1 000× V =4 V 根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路中的電流為 I== A=0.8 A 故電阻R兩端的電壓 U=IR=0.8×4 V=3.2 V 答案:(1)1 V (2)a點的電勢高 (3)3.2 V

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