【物理】2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业 A级　抓基础 ‎1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb，则（　　）‎ A.线圈中感应电动势每秒增加 2 V B.线圈中感应电动势每秒减少2 V C.线圈中感应电动势始终为2 V D.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V 解析：由E＝n知恒定，n＝1，所以E＝2 V.‎ 答案：C ‎2.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，不计空气阻力，那么金属棒内产生的感应电动势将（　　）‎ A.越来越大 　　　　 B.越来越小 C.保持不变 D.方向不变，大小改变 解析：由于导体棒中无感应电流，故棒只受重力作用，导体棒做平抛运动，水平速度v0不变，即切割磁感线的速度不变，故感应电动势保持不变.‎ 答案：C ‎3.如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为（　　）‎ A.c→a，2∶1　　　 B.a→c，2∶1‎ C.a→c，1∶2 D.c→a，1∶2‎ 解析：由右手定则判断可知，MN中产生的感应电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为a→c.MN产生的感应电动势公式为E＝BLv，其他条件不变，E与B成正比，则得E1∶E2＝1∶2.‎ 答案：C ‎4.（多选）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O→D过程中（　　）‎ A.线圈在O时刻感应电动势最大 B.线圈在D时刻感应电动势为零 C.线圈在D时刻感应电动势最大 D.线圈在O至D时间内平均感应电动势为0.4 V 解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从O至D时间内的平均感应电动势E＝＝ V＝0.4 V.‎ 由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小 Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率决定，而任何时刻磁通量的变化率就是Φ-t图象上该时刻切线的斜率，不难看出O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小，为零，故A、B、D选项正确.‎ 答案：ABD ‎5.如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋kt（k>0）随时间变化，t＝0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板（　　）‎ A.不带电 B.所带电荷量与t成正比 C.带正电，电荷量是 D.带负电，电荷量是 解析：磁感应强度以B＝B0＋kt（k>0）随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝kS，而S＝，经时间t电容器P板所带电荷量Q＝EC＝；由楞次定律知电容器P板带负电，故D选项正确.‎ 答案：D B级　提能力 ‎6.一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里（如图甲所示），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流（图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向），则能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是（　　）‎ A　　　B　　　C　　　　D　‎ 解析：0～1 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针（为负值）、大小为定值，A、B错误；4 ～5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，D错误.‎ 答案：C ‎7.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为图中的（取向上为正方向）（　　）‎ ‎　 A　　 　B　　 C　 　D　　‎ 解析：根据E＝n＝n，而不变，推知在0～2 s内及2～4 s 内电流恒定，选项A错误；因为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正，感应电流在0～2 s内为顺时针方向，所以选项B错误；由F＝BIL得：F与B成正比，根据左手定则判断可知，选项C正确，D错误.‎ 答案：C ‎8.（多选）如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场.若外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，线框磁通量的变化率为，通过导体横截面的电荷量为q，（其中P-t图象为抛物线）则这些量随时间变化的关系正确的是（　　）‎ 解析：线框做匀加速运动，其速度v＝at，感应电动势E＝BLv，线框进入磁场过程中受到的安培力F安＝BIL＝＝，由牛顿第二定律得F－＝ma，则F＝＋ma，故A 错误；线框中的感应电流I＝＝，线框的电功率P＝I2R＝t2，B正确；线框的位移x＝at2，磁通量的变化率＝B·＝B＝BLat，C错误；电荷量q＝·Δt＝·Δt＝·Δt＝＝＝＝·t2，D正确.‎ 答案：BD ‎9.如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4 Ω，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4 s时，突然闭合开关S，则：‎ ‎（1）试说出S接通后导体ab的运动情况；‎ ‎（2）导体ab匀速下落的速度是多少？（g取10 m/s2）‎ 解析：（1）闭合S之前导体ab自由下落的末速度为 v0＝gt＝4 m/s.‎ S闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab立即受到一个竖直向上的安培力.‎ F安＝BIL＝＝0.016 N>mg＝0.002 N.‎ 此刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为a＝＝－g，‎ 所以ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动.当速度减小至F安＝mg时，ab做竖直向下的匀速运动.‎ ‎（2）设匀速下落的速度为vm，‎ 此时F安＝mg，即＝mg，vm＝＝0.5 m/s.‎ ‎10.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t图象如图乙所示.求：（取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6）‎ 图甲　　　　　　图乙 ‎（1）磁感应强度B.‎ ‎（2）杆在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量.‎ 解析：（1）由题图乙得 a＝＝ m/s2＝5 m/s2.‎ ‎0.1 s前，由牛顿第二定律有mgsin θ－f＝ma，‎ 代入数据得f＝0.1 N.‎ ‎0.1 s后匀速运动，有mgsin θ－f－F安＝0.①‎ 而F安＝BIL＝BL＝.②‎ 由①②得B＝ ‎＝ T ‎＝2 T.‎ ‎（2）I＝＝ A＝0.25 A，‎ QR＝I2Rt＝0.252×3×0.1 J＝ J.‎ ‎11.如图所示，L1＝0.5 m，L2＝0.8 m，回路总电阻为R＝0.2 Ω，物块M的质量m＝0.04 kg，导轨光滑，开始时磁场B0＝1 T.现使磁感应强度以＝0.2 T/s的变化率均匀地增大，则当t为多少时，M刚好离开地面？（g取10 m/s2） ‎ 解析：回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物.‎ 设ab中电流为I时M刚好离开地面，此时有 FB＝BIL1＝mg I＝ E＝＝L1L2· B＝B0＋t 解得：FB＝0.4 N，I＝0.4 A，B＝2 T，t＝5 s.‎ 答案：5 s