第2章 第2节 法拉第电磁感应定律-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业(人教版2019)
对应课时作业P12
[基础达标]
1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是( )
A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁感应强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
解析:D [由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小由磁通量的变化率决定.线圈中磁通量变化越大,但磁通量变化率不一定越大,所以产生的感应电动势也不一定越大,故A错误;线圈中磁通量越大,但磁通量变化率不一定越大,所以产生的感应电动势也不一定越大,故B错误;线圈放在磁感应强度越强的地方,磁通量虽然较大,但变化率不一定大,所以产生的感应电动势也不一定越大,故C错误;线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大,故D正确.]
2.一根直导线长0.1 m,在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )
A.一定为0.1 V
B.可能为零
C.可能为0.01 V
D.最大值为0.1 V
解析:A [当公式E=B lv中B、l、v互相垂直而导线切割磁感线运动时感应电动势最大:Em=B lv=0.1×0.1×10 V=0.1 V,考虑到它们三者的空间位置关系,B、C、D正确,A错.]
3. (多选)如图所示,闭合金属线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化.下列说法正确的是( )
A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小
B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大
C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大
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D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变
解析:AD [线框中的感应电动势E=S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=
=
,因为B增大或减小时,
可能减小,也可能增大,也可能不变,线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关,和磁通量的变化量无关,故选项A、D正确.]
4.
如图所示,闭合开关S,将条形磁铁两次插入闭合线圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且两次的起始和终止位置相同,则( )
A.第一次磁通量变化较大
B.第一次G的最大偏角较大
C.第一次经过G的总电荷量较多
D.若开关S断开,G不偏转,故两次均无感应电动势
解析:B [因两次的起始和终止位置相同,所以磁感应强度变化量ΔB相同,由ΔΦ=ΔB·S知:两次磁通量变化相同,故A错误;因磁通量变化相同,匝数n相同,Δt1<Δt2,根据E=n和i=
知,第一次G的最大偏角较大,故B正确;根据q=
·Δt=
·Δt=n
·Δt=n
可知: 经过G的总电荷量相同,故C错误;有无感应电动势产生的条件是穿过回路的磁通量是否发生变化,电路无需闭合,两次穿过回路的磁通量均发生了变化,故D错误.所以选B.]
5.(多选)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
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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U′MN=-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U′MN=-0.2 V
解析: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,U′MN<0,a环处于磁场中时,UMN=Ea,b环处于磁场中时,U′MN=-
Eb ,而
=
=4,解得U′MN=-0.2 V,C项错误,D项正确.]
6.如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角,E、F分别为PS和PQ的中点,关于线框中的感应电流,下列说法正确的是( )
A.当E点经过边界MN时,感应电流最大
B.当P点经过边界MN时,感应电流最大
C.当F点经过边界MN时,感应电流最大
D.当Q点经过边界MN时,感应电流最大
解析:B [当P点经过边界MN时,切割磁感线的有效长度最大为SR,感应电流达到最大.]
7.如图所示,一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中,磁场方向垂直导轨平面,导轨平面竖直且与地面绝缘,导轨上M、N间接一电阻R,P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板,导体棒ab置于导轨上,其电阻为3R,导轨电阻不计,棒长为L,平行金属板间距为d.今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动,稳定后棒的速度为v,不计一切摩擦阻力.此时有一带电荷量为q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动,且速率也为v.求:
(1)速度v的大小.
(2)物块的质量m.
解析:(1)设平行金属板间电压为U,液滴质量为m0.液滴在平行金属板间做匀速圆周运动,重力与电场力必定平衡,则有:
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