第四章　习题课 电磁感应中的电路和图象问题-2020年高中物理人教版选修3-2习题word+ppt (2份打包)

习题课:电磁感应中的电路和图象问题 课后篇巩固提升 基础巩固 1. 用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.Uab=0.1 V　　　B.Uab=-0.1 V C.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 V 解析 题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而线框中有感应电流产生。把左半部分线框看成电源,其电动势为E,内阻为,画出等效电路图如图所示,则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压,设l是边长,且依题意知=10 T/s。由E=得E==10× V=0.2 V,所以U=IR==0.1 V,由于a点电势低于b点电势,故Uab=-0.1 V,即B选项正确。 答案B 　　　　　　　　　　　　　　　　 2. (2018全国Ⅰ,17)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计,OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于(　　) A. B. C. D.2 解析根据q=得,q1=, q2=,因为q1=q2, 解得B'=B,故B正确。 答案B 3.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离x的关系图象正确的是(　　) 解析进入磁场时,注意UAB是路端电压,大小应该是电动势的四分之三,此时E=Bav,所以UAB=;完全进入磁场后,没有感应电流,但有感应电动势,大小为Bav,穿出磁场时,电压大小应该是感应电动势的四分之一,UAB=,方向始终相同,即φA>φB。故D正确。 答案D 4.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是(　　) 解析在第1 s内,由楞次定律可判定电流为正,其产生的感应电动势E1=S,在第2 s和第3 s内,磁感应强度B不变化,线圈中无感应电流,在第4 s和第5 s内,B减小,由楞次定律可判定,其电流为负,产生的感应电动势E2=S,由于ΔB1=ΔB2,Δt2=2Δt1,故E1=2E2,由此可知,A选项正确。 答案A 5. 如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合正方形线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为Ia、Ib,则Ia∶Ib为(　　) A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶3 解析产生的电动势为E=Blv,由闭合电路欧姆定律得I=,又Lb=2La,由电阻定律知Rb=2Ra,故Ia∶Ib=1∶1。 答案C 6.在匀强磁场中,有一个接有电容器的单匝导线回路,如图所示,已知C=30 μF,L1=5 cm,L2=8 cm,磁场以5×10-2 T/s的速率增加,则 (　　) A.电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-5 C B.电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-5 C C.电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-9 C D.电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-9 C 解析电容器两极板间的电势差U等于感应电动势E,由法拉第电磁感应定律,可得E=·L1L2=2×10-4 V,电容器的带电荷量Q=CU=CE=6×10-9 C,再由楞次定律可知上极板的电势高,带正电,C项正确。 答案C 7. 如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以恒定速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计。导体棒与圆形导轨接触良好。求: (1)在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值。 (2)MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量。 (3)当MN通过圆形导轨中心时,通过r的电流是多少? 解析(1)计算平均电流,应该用法拉第电磁感应定律先求出平均感应电动势。整个过程磁通量的变化为ΔΦ=BS=BπR2,所用的时间Δt=,代入公式,平均电流为。 (2)电荷量的计算应该用平均电流,q=Δt=。 (3)当MN通过圆形导轨中心时,切割磁感线的有效长度最大,l