课时作业(8)第二章 第二节 法拉第电磁感应定律（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

课时作业(8)　法拉第电磁感应定律 [对应学生用书P141] 1．匝数为100 的线圈的面积S＝100 cm2，放在方向如图所示的匀强磁场中．线圈平面与磁场的方向垂直，当磁感应强度由2×10－3T经过5 s均匀减小到0时，感应电动势的大小为(　　) A．4×10－4V B．2×10－3V C．4×10－2V D．0.2 V A　[线圈中感应电动势大小为：E＝NS＝100××0.01 V＝4×10－4 V，故A正确，B、C、D错误．] 2．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 B　[由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为E＝＝πr2·，则＝＝，由楞次定律可知感应电流的方向均沿顺时针方向，选项B正确．] 3．在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是(　　) A．电压表有读数，电流表没有读数 B．电压表有读数，电流表也有读数 C．电压表无读数，电流表有读数 D．电压表无读数，电流表也无读数 D　[当两棒以相同的速度向右匀速运动时，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表没有读数．电压表是由电流表改装而成的，没有电流，指针不偏转，电压表也没有读数．故D正确．] 4．如图所示，正方形线圈位于纸面内，边长为L，匝数为N，电阻为R，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，当线圈在图示位置转过90°时，则穿过线圈某横截面的总电量为(　　) A．BL2　　　　　　　　 B．NBL2 C． D． D　[正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，当正方形线圈从图示位置转过90°时，磁通量的变化量为ΔΦ＝B·L2＝，故q＝Δt＝NΔt＝N＝，故D正确，A、B、C错误．] 5．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．BLv sin θ C．BLv cos θ D．BLv(1＋sin θ) B　[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垂直的长度，因此该金属弯杆的有效切割长度为L sin θ故感应电动势大小为BLv sin θ，选项B正确．] 6．如图所示，一面积为S的正三角形金属框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点，直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场．在时间t内，磁感应强度的大小由B均匀增加到3B，方向不变，在此过程中(　　) A．穿过金属框的磁通量变化量为BS B．N点电势比M点的高 C．金属框中的感应电动势为 D．金属框中的感应电动势为 C　[由几何关系知三角形aMN的面积为S′＝S，开始时穿过金属框的磁通量为Φ1＝BS′，末磁通量为Φ2＝3BS′，所以此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS，故A错误；根据楞次定律可以判断三角形金属框中的感应电流方向为逆时针方向，其中aMN部分为电源部分，在电源内部电流从低电势流向高电势，故M点的电势高于N点的电势，故B错误；根据法拉第电磁感应定律得金属框中的感应电动势大小为E＝＝，故C正确，D错误．] 7．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化．正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R＝0.1Ω，边长l＝0.2 m.求： (1)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中感应电动势 E； (2)t＝0.05 s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向； (3)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中电流的电功率 P. 解析　(1)在t＝0到t＝0.1 s的时间Δt内，磁感应强度的变化量ΔB＝0.2 T，设穿过金属框的磁通量变化量为ΔΦ，有 ΔΦ＝ΔBl2① 由于磁场均匀变化，所以金属框中产生的电动势是恒定的，有E＝② 联立①②式，代入数据，解得E＝0.08 V③ (2)设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 I＝④ 由图可知，t＝0.05 s 时，磁感应强度为B1＝0.1 T，金属框ab边受到的安培力 F＝IB1l⑤ 联立①②④⑤式，代入数据，解得 F＝0.016 N⑥ 方向垂直于ab向左．⑦ (3)在t＝0到t＝0.1