（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2

《（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（通用版）2022-2023版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 微型專題2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用練習(xí) 滬科版選修3-2 一、選擇題 考點(diǎn)一　電磁感應(yīng)中的電荷量問題 1．如圖1所示，將直徑為d、電阻為R的閉合金屬圓環(huán)從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中拉出，這一過程中通過金屬環(huán)某一橫截面的電荷量為 (　　) 圖1 A. B. C. D. 答案　A 解析　＝n，故q＝·Δt＝·Δt＝n＝n＝. 2.如圖2所示，空間存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)部及外部，磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.一半徑為b(b＞a)、電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其

2、圓心與圓形區(qū)域的中心重合．當(dāng)內(nèi)、外磁場(chǎng)同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線環(huán)橫截面的電荷量為(　　) 圖2 A. B. C. D. 答案　A 解析　設(shè)開始時(shí)穿過導(dǎo)線環(huán)向里的磁通量為正值，Φ1＝Bπa2，則向外的磁通量為負(fù)值，Φ2＝－B·π(b2－a2)，總的磁通量為它們的代數(shù)和(取絕對(duì)值)Φ＝B·π|b2－2a2|，末態(tài)總的磁通量為Φ′＝0，由法拉第電磁感應(yīng)定律得平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為＝，通過導(dǎo)線環(huán)橫截面的電荷量為q＝·Δt＝，A項(xiàng)正確． 3．在物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過電路的電荷量．如圖3所示，探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)

3、度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測(cè)量的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開始線圈平面與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)90°，沖擊電流計(jì)測(cè)出通過線圈的電荷量為q，由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 (　　) 圖3 A. B. C. D. 答案　B 解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝n可求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，再由閉合電路歐姆定律I＝可求出感應(yīng)電流大小，根據(jù)電荷量的公式q＝It，可得q＝n.由于開始線圈平面與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)90°，則有ΔΦ＝BS，所以由以上公式可得：q＝，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤；故選B. 考點(diǎn)二　轉(zhuǎn)動(dòng)切割

4、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的理解及計(jì)算 4．一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空．該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直升機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖4所示，如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則(　　) 圖4 A．E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B．E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) C．E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D．E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 答案　A 解析　解這道題要考慮兩個(gè)問題：一是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，E＝B

5、lv＝Blω·＝Bl·2πf·＝πfl2B；二是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，由右手定則可以判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是由a→b，因此a點(diǎn)電勢(shì)低． 5.如圖5所示，導(dǎo)體棒AB的長(zhǎng)為2R，繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，OB長(zhǎng)為R，且O、B、A三點(diǎn)在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直，那么AB兩端的電勢(shì)差大小為(　　) 圖5 A.BωR2 B．2BωR2 C．4BωR2 D．6BωR2 答案　C 解析　A點(diǎn)線速度vA＝ω·3R，B點(diǎn)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(shì)差大小為E＝B·2R·＝4BωR2，C正確．

6、6．(多選)如圖6所示，兩個(gè)同心金屬環(huán)水平放置，半徑分別是r和2r，兩環(huán)間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直環(huán)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在兩環(huán)間連接有一個(gè)電容為C的電容器，a、b是電容器的兩個(gè)極板．長(zhǎng)為r的金屬棒AB沿半徑方向放置在兩環(huán)間且與兩環(huán)接觸良好，并繞圓心以角速度ω做逆時(shí)針方向(垂直環(huán)面向里看)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則下列說法正確的是(　　) 圖6 A．金屬棒A端電勢(shì)比B端電勢(shì)高 B．電容器a極板帶正電 C．電容器兩端電壓為 D．電容器所帶電荷量為 答案　BC 解析　根據(jù)右手定則可知金屬棒B端電勢(shì)比A端電勢(shì)高，電容器a極板帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，C項(xiàng)正確；

7、電容器所帶電荷量Q＝，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 考點(diǎn)三　E＝n與E＝BLv的運(yùn)用技巧及綜合應(yīng)用 7.如圖7所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)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(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為(　　) 圖7 A. B. C. D. 答案　C 解析　當(dāng)線框繞過圓心O的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于面積的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

8、，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(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，I2＝＝＝＝，因I1＝I2，可得＝，C選項(xiàng)正確． 8．圖8甲為列車運(yùn)行的俯視圖，列車首節(jié)車廂下面安裝一塊電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生垂直于地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，列車經(jīng)過放在鐵軌間的線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)傳到控制中心，如圖乙所示，則列車的運(yùn)動(dòng)情況可能是(　　) 圖8 A．勻速運(yùn)動(dòng) B．勻加速運(yùn)動(dòng) C．勻減速運(yùn)動(dòng) D．變加速運(yùn)動(dòng) 答案　C 解析　當(dāng)列車通過線圈時(shí)，線圈的左邊或右邊切割磁感線，由E＝BLv可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由速度v決定，由題圖乙可得線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻減小，則列

9、車做勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確． 9．穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖9所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間是(　　) 圖9 A．0～2 s B．2～4 s C．4～6 s D．6～10 s 答案　C 解析　在Φ—t圖像中，其斜率在數(shù)值上等于磁通量的變化率，斜率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大，故C正確． 二、非選擇題 10.如圖10所示，傾角為α的光滑導(dǎo)軌上端接一定值電阻，Ⅰ和Ⅱ是邊長(zhǎng)都為L(zhǎng)的兩正方形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向上，區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1、恒定不變，區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)隨時(shí)間按B2＝kt的規(guī)律變化，一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿穿過區(qū)域Ⅰ垂直地

10、跨放在兩導(dǎo)軌上，并恰能保持靜止．試求： 圖10 (1)通過金屬桿的電流大小； (2)定值電阻的阻值為多大？ 答案　(1)　(2)－r 解析　(1)對(duì)金屬桿：mgsin α＝B1IL 解得：I＝ (2)E＝＝L2＝kL2 I＝ 故：R＝－r＝－r. 11．如圖11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按如圖乙所示規(guī)律變化，CF長(zhǎng)為2 m．在t＝0時(shí)，金屬棒ab從圖示位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整個(gè)過程中小燈泡亮度始終不變．已知金屬棒ab電阻為1

11、 Ω，求： 圖11 (1)通過小燈泡的電流； (2)恒力F的大?。? (3)金屬棒的質(zhì)量． 答案　(1)0.1 A　(2)0.1 N　(3)0.8 kg 解析　(1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)， 電路的總電阻R總＝RL＋Rab＝5 Ω 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1＝＝S＝0.5 V 燈泡中的電流為IL＝＝0.1 A. (2)因燈泡亮度始終不變，故在t＝4 s末時(shí)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I＝IL＝0.1 A 金屬棒受到的恒力大?。篎＝F安＝BId＝0.1 N. (3)因燈泡亮度始終不變，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)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度v＝＝0.5 m/s 金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度為a＝＝0.125 m/s2 故金屬棒的質(zhì)量為m＝＝0.8 kg.