2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（三）法拉第電磁感應(yīng)定律 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（三）法拉第電磁感應(yīng)定律 新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．線圈的面積越大，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 B．線圈的匝數(shù)越多，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C．某時(shí)刻線圈中的磁通量為零，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零 D．在任意情況下，導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都為E＝Blv 解析：線圈的面積很大，匝數(shù)很多，但穿過(guò)線圈的磁通量不發(fā)生變化，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，A、B錯(cuò)；在穿過(guò)線圈的磁通量的變化中，某時(shí)刻磁通量為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，C對(duì)；只有當(dāng)磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向三者兩兩垂直時(shí)，導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才為E＝Blv，D錯(cuò)． 答案：C

2、 2．穿過(guò)一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加2 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2 V B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2 V C．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為2 V D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)勢(shì)小于2 V 解析：由E＝n知：恒定，n＝1，所以E＝2 V. 答案：C 3．穿過(guò)某單匝閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖中的①～④所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖①有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變 B．圖②產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大 C．圖③在0～t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是t1～t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍 D．圖④產(chǎn)生

3、的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小 解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝，而對(duì)應(yīng)Φ－t圖象中圖線的斜率，根據(jù)圖線斜率的變化情況可得：①中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；②中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變；③中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0～t1時(shí)間內(nèi)的大小是t1～t2時(shí)間內(nèi)大小的2倍；④中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大． 答案：C 4．一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場(chǎng)方向垂直．如圖所示，則有(　　) A．Uab＝0 B．φa>φb，Uab保持不變 C．φa≥φb，Uab越來(lái)越大 D．φa<φb，Uab越來(lái)越大 解析：ab棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可由右手定則判斷出，φb>φa，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落時(shí)v越來(lái)越大，可知

4、Uab越來(lái)越大，故D選項(xiàng)正確． 答案：D 5．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里，一根長(zhǎng)直金屬棒與導(dǎo)軌成60°角放置，且接觸良好，則當(dāng)金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導(dǎo)軌滑行時(shí)，其他電阻不計(jì)，電阻R中的電流為(　　) A.　　　　　　B. C. D. 解析：因磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、棒的運(yùn)動(dòng)方向及棒本身三者相互垂直，故E＝Blv，其中l(wèi)＝，結(jié)合歐姆定律可知選項(xiàng)A正確． 答案：A 6．如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中．在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不

5、變，大小由B均勻地增大到2B.在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(　　) A. B. C. D. 解析：線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n＝n··S＝n··＝，選項(xiàng)B正確． 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題 7．(成都高二檢測(cè))如圖所示，閉合開關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用時(shí)0.2 s，第二次用時(shí)0.4 s，并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同，則(　　) A．第一次線圈中的磁通量變化較快 B．第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 C．第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 D．若斷開S，電流表G均不偏轉(zhuǎn)，故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 解析：兩次磁通量變化相同，第一次時(shí)間短，則第一

6、次線圈中磁通量變化較快，故A正確．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，故B正確、C錯(cuò)誤．?dāng)嚅_開關(guān)，電流表不偏轉(zhuǎn)，故感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 8．單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示，則(　　) A．在t＝0時(shí)，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 B．在t＝1×10－2 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C．在t＝2×10－2 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D．在0～2×10－2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝，故t＝

7、0及t＝2×10－2 s時(shí)刻，E＝0，A錯(cuò)、C對(duì)，t＝1×10－2 s，E最大，B對(duì).0～2×10－2 s，ΔΦ≠0，E≠0，D錯(cuò)． 答案：BC 9．如圖所示，A、B兩閉合線圈用同樣導(dǎo)線繞成，A有10匝，B有20匝，兩圓線圈半徑之比為2∶1.均勻磁場(chǎng)只分布在B線圈內(nèi)．當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻減弱時(shí)(　　) A．A中無(wú)感應(yīng)電流 B．A、B中均有恒定的感應(yīng)電流 C．A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為2∶1 D．A、B中感應(yīng)電流之比為1∶2 解析：只要穿過(guò)圓線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，因?yàn)榇艌?chǎng)變化情況相同，有效面積也相同，所以，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，又由于兩線圈的

8、匝數(shù)和半徑不同，電阻值不同，根據(jù)電阻定律，單匝線圈電阻之比為2∶1，所以，感應(yīng)電流之比為1∶2.因此正確答案是B、D. 答案：BD 三、非選擇題 10．有一匝數(shù)為100匝的線圈，單匝線圈的面積為100 cm2.線圈中總電阻為0.1 Ω，線圈中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示，且磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)面向里，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？ 解析：取線圈為研究對(duì)象，在1～2 s內(nèi)，其磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(B2－B1)S，磁通量的變化率為＝，由公式E＝n得E＝100× V＝0.1 V. 答案：0.1 V 11．如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有

9、界的磁場(chǎng)邊緣．金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外．磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化滿足B＝kt規(guī)律，已知細(xì)線所能承受的最大拉力FT＝2mg，求從t＝0時(shí)起，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線會(huì)被拉斷？ 解析：設(shè)t時(shí)刻細(xì)線恰被拉斷，由題意知， ΔB＝kΔt① 金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝·S＝kL2② 金屬框受到的安培力： F＝BIL＝＝③ 由力的平衡條件得，F(xiàn)T＝mg＋F④ 解①②③④得t＝. 答案： 12．如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L＝0.4 m，一端連接R＝1 Ω的電阻，導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T．導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌

10、間距，與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v＝5 m/s. (1)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I； (2)求在0.1 s時(shí)間內(nèi)，拉力的大?。? (3)若將MN換為電阻r＝1 Ω的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U. 解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝BLv＝1×0.4×5 V＝2 V 感應(yīng)電流I＝＝ A＝2 A (2)拉力大小等于安培力大小，F(xiàn)＝BIL＝1×2×0.4 N＝0.8 N (3)由閉合電路歐姆定律可得，電路中電流I′＝＝ A＝1 A 由歐姆定律可得，導(dǎo)體棒兩端電壓U＝I′R＝1 V. 答案：(1)2 V　2 A　(2)0.8 N　(3)1 V