第四章 4　法拉第电磁感应定律-2020年高中物理人教版选修3-2习题word+ppt (2份打包)

4　法拉第电磁感应定律 课后篇巩固提升 基础巩固 1.(多选) 如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2 s,第二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则(　　) A.第一次线圈中的磁通量变化较快 B.第一次电流表G的最大偏转角较大 C.第二次电流表G的最大偏转角较大 D.若断开S,电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势 解析两次磁通量变化相同,第一次时间短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故A正确。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率大,感应电动势大,产生的感应电流大,故B正确,C错误。断开开关,电流表不偏转,故感应电流为零,但感应电动势不为零,故D错误。故选A、B。 答案AB 2. 如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中不计空气阻力,金属棒始终保持水平,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法确定 解析金属棒做平抛运动,水平速度不变,且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度,故感应电动势保持不变。 答案C 3.下列各图中,相同的条形磁铁穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是(　　) 解析感应电动势的大小为E=n=n,A、B两种情况磁通量变化量相同,C中ΔΦ最小,D中ΔΦ最大,磁铁穿过线圈所用的时间A、C、D相同且小于B所用的时间,所以D选项正确。 答案D 4. 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Δt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,线圈中产生的感应电动势为(　　) A. B. C. D. 解析线圈中产生的感应电动势E=n=n··S=n·,选项B正确。 答案B 5. 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,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,其他电阻不计,电阻R中的电流为(　　) A. B. C. D. 解析导线切割磁感线的有效长度是l=,感应电动势E=Blv,R中的电流为I=。联立解得I=。 答案A 6.如图所示,导体AB的长为2R,绕O点以角速度ω匀速转动,OB长为R,且OBA三点在一条直线上,有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直,那么AB两端的电势差为(　　) A.BωR2 B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2 解析A点线速度vA=ω·3R,B点线速度vB=ω·R,AB棒切割磁感线的平均速度=2ω·R,由E=Blv得A、B两端的电势差为4BωR2,C正确。 答案C 7. 如图所示,边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在平面与磁感线垂直,经过t时刻转过120°角,求: (1)线框内感应电动势在t时间段内的平均值; (2)转过120°角时感应电动势的瞬时值。 解析(1)设初始时刻线框向纸外的一面为正面,此时磁通量Φ1=-Ba2,磁感线从反面穿入, t时刻后Φ2=Ba2,磁感线从正面穿出, 磁通量的变化量为ΔΦ=, 则。 (2)由公式E=Bavsin θ,v=,θ=120°, 所以E=。 答案(1)　(2) 能力提升 1. 如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为(　　) A.BLv B.BLvsin θ C.BLvcos θ D.BLv(1+sin θ) 解析导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin θ,故B正确。 答案B 2.(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示,则(　　) A.在t=0时刻,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大 B.在t=1×10-2 s时刻,感应电动势最大 C.在t=2×10-2 s时刻,感应电动势为零 D.在0~2×10-2 s时间内,线圈中感应电动势的平均值为零 解析由法拉第电磁感应定律知E∝,故t=0及t=2×10-2 s时刻,E=0,A错,C对;t=1×10-2 s时E最大,B对;0~2×10-2 s时间内,ΔΦ≠0,E≠0,D错。 答案BC 3. 如图所示,A、B两单匝闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为(　　) A