2020学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业三法拉第电磁感应定律

2020学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业三法拉第电磁感应定律

课后提升作业 三 法拉第电磁感应定律 ‎ ‎(40分钟　50分)‎ 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)‎ ‎1.(2020·汉中高二检测)穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb,则　(　　)‎ A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V B.线圈中的感应电动势一定是2V C.线圈中的感应电流一定是每秒减少2A D.线圈中无感应电流 ‎【解析】选B。由法拉第电磁感应定律知,E=n,线圈中的感应电动势为定值,即为2V,故A错误,B正确;根据闭合电路欧姆定律知I=可得,感应电流大小为2A,故C、D错误。‎ ‎2.(多选)(2020·太原高二检测)一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是　(　　)‎ A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 ‎【解析】选A、C。由图象求得斜率的大小=2T/s,因此=S=0.08Wb/s,故A正确;开始的2‎ ‎ s内穿过线圈的磁通量的变化量不等于零,故B错误;根据法拉第电磁感应定律得:E=n=nS=8V,可知感应电动势大小为8V,故C正确;由图看出,第3 s末线圈中的磁通量为零,但磁通量的变化率不为零,感应电动势也不等于零,故D错误。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎1.一个环形线圈放在磁场中如图甲所示,以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向,若磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙,那么在第2s内线圈中的感应电流的大小和方向是　(　　)‎ A.大小恒定,顺时针方向 B.逐渐减小,顺时针方向 C.大小恒定,逆时针方向 D.逐渐增加,逆时针方向 ‎【解析】选A。在第2 s内,磁场的方向垂直于纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向,I===,因为磁感应强度均匀变化,所以产生恒定的电流,A正确。‎ ‎2.如图所示,半径为R的n匝线圈套在边长为a的正方形abcd之外,匀强磁场垂直穿过该正方形,当磁场以的变化率变化时,线圈产生的感应电动势的大小为 ‎(　　)‎ A.πR2　　　　　　　　 B.a2‎ C.nπR2 D.na2‎ ‎【解析】选D。由题目条件可知,线圈中磁场的面积为a2,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中产生的感应电动势大小为E=n=na2,故只有选项D正确。‎ ‎3.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′。则等于　(　　)‎ A. B. C.1 D.‎ ‎【解析】选B。若直金属棒的长为L,则弯成折线后,有效切割长度为L。根据ε=BLv可知感应电动势的大小与有效切割长度成正比,故=,B正确。‎ ‎4. (2020·晋中高二检测)图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面向外的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则通过电阻R的电流强度的方向和大小是　(　　)‎ A.由c到d,I= B.由d到c,I=‎ C.由c到d,I= D.由d到c,I=‎ ‎【解题指南】解答本题应注意以下三点:‎ ‎(1)转动切割磁感线感应电动势公式E=Br2ω。‎ ‎(2)由欧姆定律求通过电阻R的电流强度的大小。‎ ‎(3)由右手定则判断感应电流的方向。‎ ‎【解析】选C。将金属圆盘看成是由无数条金属幅条组成的,这些幅条切割磁感线,产生感应电流,由右手定则判断可知:通过电阻R的电流强度的方向为从c到d。金属圆盘产生的感应电动势为E=Br2ω。通过电阻R的电流强度的大小为I=,故C正确。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎(多选)如图所示,一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)顺时针匀速转动,OA=2OC=2L,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,金属棒转动的角速度为ω、电阻为r,内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出),两金属圆环圆心皆为O且电阻均不计,则　‎ ‎(　　)‎ A.金属棒中有从A到C的感应电流 B.外电阻R中的电流为I=‎ C.当r=R时,外电阻消耗功率最小 D.金属棒AC间电压为 ‎【解析】选B、D。由右手定则可知金属棒相当于电源且A是电源的正极,即金属棒中有从C到A的感应电流,A错;金属棒转动产生的感应电动势为E=Bω(2L)2-BωL2=,即回路中电流为I=,B对;由电源输出功率特点知,当内、外电阻相等时,外电路消耗功率最大,C错;UAC=IR=,D对。‎ ‎5.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是(　　)‎ A.Ua>Uc,金属框中无电流 B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a-b-c-a C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流 D.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a ‎【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:‎ ‎(1)产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化,金属框中的磁通量始终为零。‎ ‎(2)导体切割磁感线时,产生感应电动势。‎ ‎(3)当导体各处的速度不相等时,可以采用等效速度。‎ ‎【解析】选C。穿过金属框的磁通量始终为零,没有发生变化,故金属框中无电流,B、D项错误;bc边切割磁感线的等效速度为lω,根据右手定则Ub

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