2.2 法拉第电磁感应定律（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

授课提示：对应学生用书第105页 [基础达标练] 1．关于感应电动势，下列说法中正确的是(　　) A．电源电动势都是感应电动势 B．产生感应电动势的那部分导体相当于电源 C．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势 D．电路中有电流就一定有感应电动势 解析：电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，故A错误；在有感应电流的回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，故B正确；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可能有感应电动势，故C错误；电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势，故D错误。 答案：B 2.如图所示，条形磁铁位于线圈的轴线上，下列过程中，能使线圈中产生最大感应电动势的是　　(　　) A．条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈 B．条形磁铁沿轴线迅速插入线圈 C．条形磁铁在线圈中保持相对静止 D．条形磁铁沿轴线从线圈中缓慢拔出 解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量变化越快，感应电动势越大，条形磁铁在线圈中保持相对静止，无感应电动势，故选B。 答案：B 3.夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法正确的是(　　) A．A点电势比O点电势高 B．A点电势比O点电势低 C．A点电势等于O点电势 D．扇叶长度越短，转速越快，A、O两点间的电势差数值越大 解析：因北半球地磁场方向斜向下(有效磁场竖直向下)，电风扇逆时针方向转动，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则知，A点相当于电源的正极，O点相当于电源的负极，所以A点的电势高于O点的电势，故选项A正确，B、C错误；转动切割磁感线产生的电动势E＝Bl2ω，则知扇叶长度越短，转速越快，感应电动势不一定越大，A、O两点间的电势差不一定越大，故选项D错误。 答案：A 4.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两点间的电势差的绝对值为(　　) A．BLv　　　　　　　　　 B．BLvsin θ C．BLvcos θ D．BLv(1＋sin θ) 解析：公式E＝Blv中的l应指导体切割磁感线的有效长度，也就是与磁感应强度B和速度v都垂直的长度，因此该金属弯杆的有效切割长度为Lsin θ，故感应电动势大小为BLvsin θ，故选项B正确。 答案：B 5.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：由法拉第电磁感应定律可知，在Δt时间内线圈中产生的平均感应电动势为E＝n＝n＝，选项B正确。 答案：B 6．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：金属棒切割磁感线的有效长度l＝，感应电动势E＝Blv，R 中的电流为I＝，联立解得I＝，故选项A正确。 答案：A 7．如图甲所示， 回路中有一个C＝60 μF的电容器， 已知回路的面积为 1.0×10－2 m2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示，求： (1)t＝5 s时，回路中的感应电动势； (2)电容器上的电荷量。 解析：(1)由题图可知，在前6 s内＝ T/s， E＝＝S≈6.7×10－3 V。 (2)电容器的电荷量Q＝CE＝4×10－7 C。 答案：(1)6.7×10－3 V　(2)4×10－7 C [能力提升练] 8．法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘沿如图所示方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，圆盘匀速转动的角速度为ω。下列说法正确的是(　　) A．圆盘产生的电动势为Bωr2，流过电阻R的电流方向为从b到a B．圆盘产生的电动势为Bωr2，流过电阻R的电流方向为从a到b C．圆盘产生的电动势为Bωπr2，流过电阻R的电流方向为从b到a D．圆盘产生的电动势为Bωπr2，流过电阻R的电流方向为从a到b 解析：将圆盘看成由无数根辐条组成，它们均切割磁感线，从而产生感应电动势，根据右手定则，圆盘上感应电流