课时作业(8) 电磁感应中的三类典型问题（Word练习）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册(人教版2019)

课时作业(8)　电磁感应中的三类典型问题 [对应学生用书P95] 1．如图甲所示，闭合的圆线圈放在匀强磁场(图中未画出)中，t＝0时磁感线垂直于线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，则在0～2 s内线圈中感应电流的大小和方向为(　　) A．逐渐增大，逆时针 B．逐渐减小，顺时针 C．大小不变，顺时针 D．大小不变，先顺时针后逆时针 C　[因为B­t图线的斜率不变，所以感应电流恒定．根据楞次定律判断电流方向为顺时针．故C正确．] 2．如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里．具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合．令线框从t＝0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线正确的是(　　) D　[因为线框做匀加速直线运动，所以感应电动势为E＝Blv＝Blat，因此感应电流大小与时间成正比，由楞次定律可知感应电流的方向为顺时针，故D正确．] 3．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环平面．圆环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压为(　　) A．　　　B．　　　C．　　　D．Bav A　[摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a·v＝Bav.由闭合电路欧姆定律有UAB＝·＝Bav，故选A．] 4．(多选)(2021·山东威海高二检测)如图甲，圆环a和b均由相同的均匀导线制成，a环半径是b环半径的两倍，两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接．若仅将a环置于图乙所示变化的磁场中，则导线上M、N两点的电势差UMN＝0.4 V．下列说法正确的是(　　) A．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向里 B．图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向外 C．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则M、N两端的电势差UMN′＝－0.4 V D．若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则M、N两端的电势差UMN′＝－0.2 V AD　[UMN>0，可知a环中感应电流为逆时针方向，根据右手螺旋定则，知感应磁场方向垂直纸面向外，图乙中原磁场增强，根据楞次定律可知原磁场方向垂直纸面向里，A项正确，B项错误；根据楞次定律可得b环中也产生逆时针方向的感应电流，UMN′<0，a环处于磁场中时，UMN＝Ea，b环处于磁场中时，UMN′＝－Eb，而＝＝4，解得UMN′＝－0.2 V，C项错误，D项正确．] 5．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，线框在垂直于纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　) A．Q1＞Q2，q1＝q2 B．Q1＞Q2，q1＞q2 C．Q1＝Q2，q1＝q2 D．Q1＝Q2，q1＞q2 A　[根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1＝W1＝F1Lbc＝Lbc＝Lab，同理Q2＝Lbc，又Lab＞Lbc，故Q1＞Q2；因q＝Δt＝Δt＝，故q1＝q2，因此A正确．] 6．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直于纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda方向为感应电流的正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是(　　) B　[bc边进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向，其方向与电流的正方向相反，故其图线在时间轴的下方，所以A、C错误；当线圈逐渐向右移动时，切割磁感线的有效长度变大，故感应电流在增大；当bc边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方向变为沿abcda，是正方向，故其图线在时间轴的上方，所以B正确，D错误．] 7．如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合线框abcd，其边长为l，质量为m，金属线框与水平面间的动摩擦因数为μ.虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下．开始时金属线框的ab边与磁场的d′c′边重合．现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d′c′边距离为l.在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为(　　)