2019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.doc

1、- 1 -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一定变小C.穿过回路的磁通量变化越快,则产生的感应电动势越大D.穿过回路的磁通量变化越大,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竖立的条形磁体,此时线圈内的磁通量为 0.04 Wb。在 0.5 s 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 0.12 Wb,则在这个过程中线圈的感应电动势为 (C)A.0.16 V B.0.24 V

2、 C.1.6 V D.2.4 V3.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=5.0 m/s。线框宽度 l=0.4 m,处于垂直纸面向下的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.1 T。则感应电动势 E 的大小为 (B)A.0.1 V B.0.2 V C.0.3 V D.0.4 V4.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 t 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,线圈中产生的电动势为 (D)- 2 -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

3、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.粗细均匀的金属圆环,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)- 3 -A.BLv0 B. BLv0 C. BLv0 D. BLv07.在竖直向下的磁感应强度为 0.1 T 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

4、 0.1 m,电阻不计。左端接有电阻为 R=0.9 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=0.1 ,以 10 m/s 平行于 MN 的速度向右做匀速运动。(1)判断通过金属棒 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)根据右手定则可知,通过金属棒 ab 的感应电流的方向 ba。(2)根据电磁感应定律:E=BLv=0.10.110 V=0.1 V根据闭合电路欧姆定律:金属棒 ab 的感应电流I= = A=0.1 A(3)金属棒 ab 两端的电压 U=IR=0.09

5、 V答案:(1)电流的方向 ba (2)0.1 A (3)0.09 VB 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向里,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)- 4 -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向下。现使磁感应强度随时间均匀

6、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 中的感应电流逐渐减小C.ab 所受的安培力保持不变D.ab 所受的静摩擦力逐渐减小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化为 B=kt(k0),磁场方向垂直纸面向外,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- 5 -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 k11.在均匀磁场中有一 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

7、联,线圈平面与磁场垂直,当线圈迅速由静止翻转 180,该仪器指示有电量 q 通过,根据已知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 =37, M、P 之间接电阻箱 R,电阻箱的阻值范围为 09.9 ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,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。改变电阻箱的阻值 R,得到 vm与 R 的关系如图乙所示。已知轨道间距为 L=2 m,重力加速

8、度取 g=10 m/s2,轨道足够长且电阻不计(sin 37=0.6,cos 37=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=0.5 kgC.金属杆的接入电阻 r=2 D.当 R=2 时,杆 ab 匀速下滑过程中 R 两端电压为 8 V13.如图所示,水平 U 形光滑框架,宽度为 L=1 m,电阻忽略不计,导体棒 ab 的质量 m = 0.2 kg,电阻 R = 0.5 ,匀强磁场的磁感应强度 B = 1 T,方向垂直框架向上。现用 F =6 N 的恒定外力由静止开始向右拉 ab 棒,求:- 6 -(1)当 ab 棒的速度达到 2 m/

9、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 2 m/s 时,ab 棒的加速度大小。(3)ab 棒运动的最大速度。【解析】(1)根据 E=BLv,I= ,得 I=4 A,电流方向:从 a 经过棒到 b。(2)根据 F-BIL=ma,解得 a=10 m/s2。(3)当棒加速度为零时,棒达到最大速度,有 F=BIL,I= 得 vm=3 m/s。答案:(1)4 A,从 a 经过棒到 b (2)10 m/s 2 (3)3 m/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

10、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 1=BS=Bl2- 7 -转到竖直位置 2=0根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)B lv15.如图所示,匝数为 N、电阻为 r、面积

11、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 所在位置的磁场均匀变化时,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运动。重力加速度为 g,求:(1)流过电阻 R 的电流。(2)线圈 P 所在磁场磁感应强度的变化率。【解析】(1)设两金属板之间的电压为 U,对金属板之间的带电粒子:mg=q对电阻 R:U=IR解得:I=(2)根据法拉第电磁感应定律得到:E=N , =N S根据闭合回路的欧姆定律得到:E=I(R+r)解得: =- 8 -答案:(1) (2)