高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1_3 探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-2
《高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1_3 探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1_3 探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-2(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1.3 探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.下列幾種說法中正確的是( ) A.線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B.線圈中磁通量越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C.線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D.線圈中磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 【解析】 本題考查對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解,關(guān)鍵是抓住感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和磁通量的變化率成正比.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和磁通量的大小、磁通量變化量的大小以及磁場(chǎng)的強(qiáng)弱均無關(guān)系,它由磁通量的變化率決定,故選D. 【答案】 D 2.一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1 m,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以10 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),則關(guān)于導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說法錯(cuò)誤的是( ) A.一定為0.1 V B.可能為零 C.可能為0.01 V D.最大值為0.1 V 【解析】 當(dāng)B、L、v互相垂直時(shí),導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大:E=Blv=0.10.110 V=0.1 V,考慮到它們的空間位置關(guān)系B、C、D都有可能,A錯(cuò). 【答案】 A 3.如圖1311所示,在半徑為R的虛線圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化關(guān)系為B=B0+kt,在磁場(chǎng)外距圓心O為2R處有一半徑恰為2R的半圓導(dǎo)線環(huán)(圖中實(shí)線),則導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000025】 圖1311 A.0 B.kπR2 C. D.2kπR2 【解析】 由E=n==πR2k可知選項(xiàng)C正確. 【答案】 C 4.(多選)如圖1312所示為地磁場(chǎng)磁感線分布的示意圖.我國(guó)處在地球的北半球,飛機(jī)在我國(guó)上空勻速地巡航,機(jī)翼保持水平,飛機(jī)高度不變,由于地磁場(chǎng)的作用,金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差.設(shè)飛行員左側(cè)機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ1,右側(cè)機(jī)翼末端處電勢(shì)為φ2.則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000026】 圖1312 A.若飛機(jī)從西向東飛,φ1比φ2高 B.若飛機(jī)從東向西飛,φ2比φ1高 C.若飛機(jī)從南向北飛,φ1比φ2高 D.若飛機(jī)從北向南飛,φ2比φ1高 【解析】 在北半球,地磁場(chǎng)是斜向下的,存在豎直向下的磁場(chǎng)分量,飛機(jī)在水平飛行過程中,機(jī)翼就會(huì)切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),應(yīng)用右手定則可以判斷兩邊機(jī)翼的電勢(shì)高低問題.伸開右手,讓大拇指與其余四指在同一平面內(nèi),并且垂直,讓磁感線穿過手心,即手心朝上,大拇指指飛機(jī)的飛行方向,其余四指指的方向就是感應(yīng)電流的方向,由于不是閉合電路,電路中只存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),仍然按照有電流來判斷,整個(gè)切割磁感線的兩邊機(jī)翼就是電源,在電源內(nèi)部,電流是從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處的,因此不管飛機(jī)向哪個(gè)方向飛行,都是飛行員左邊機(jī)翼末端電勢(shì)高,即A、C選項(xiàng)正確.故選A、C. 【答案】 AC 5.如圖1313所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán),導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上,P、Q為電容器的兩個(gè)極板,磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+kt(k>0)隨時(shí)間變化,t=0時(shí),P、Q兩板電勢(shì)相等,兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,經(jīng)時(shí)間t,電容器P板( ) 圖1313 A.不帶電 B.所帶電荷量與t成正比 C.帶正電,電荷量是 D.帶負(fù)電,電荷量是 【解析】 磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+kt(k>0)隨時(shí)間變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E==S=kS,而S=,經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量Q=EC=;由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電,故D選項(xiàng)正確. 【答案】 D 6.一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直,先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,在1 s時(shí)間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來的一半,先后兩個(gè)過程中,線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為( ) A. B.1 C.2 D.4 【解析】 E感=n,設(shè)原來的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線框的面積為S,則前半段過程E感=n=n=n,后半段過程E感=n=n=n,時(shí)間t相等,因此先后兩個(gè)過程線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,比值為1,故B項(xiàng)正確. 【答案】 B 7.(2015重慶高考)如圖1314為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖,線圈匝數(shù)為n,面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi),勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2,則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差φa-φb( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000028】 圖1314 A.恒為 B.從0均勻變化到 C.恒為- D.從0均勻變化到- 【解析】 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=n=n,由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì),因磁場(chǎng)均勻變化,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為φa-φb=-n,選項(xiàng)C正確. 【答案】 C 8.(多選)如圖1315所示,空間存在兩個(gè)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相反且垂直紙面,MN、PQ為其邊界,OO′為其對(duì)稱軸,一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000028】 圖1315 A.穿過回路的磁通量為零 B.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0 C.回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同 【解析】 線框關(guān)于OO′對(duì)稱時(shí),左右兩側(cè)磁通量大小相等,磁場(chǎng)方向相反,合磁通量為0,故A項(xiàng)正確;根據(jù)右手定則,cd的電動(dòng)勢(shì)方向由c到d,ab的電動(dòng)勢(shì)方向由a到b,且大小均為Blv0,故閉合回路的電動(dòng)勢(shì)為2Blv0,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則,ab和cd邊所受安培力方向均向左,方向相同,故D項(xiàng)正確. 【答案】 ABD [能力提升] 9.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng),則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是( ) 【解析】 在四個(gè)圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等.線框中感應(yīng)電流大小也相等,設(shè)電流為I,線框每邊電阻為r.則在A、C、D三項(xiàng)中ab邊均是電源的負(fù)載,故Uab=Ir.而在B項(xiàng)中ab是電源,Uab為路端電壓,外電阻為3r,即Uab=3Ir.因此答案應(yīng)選B. 【答案】 B 10.(多選)如圖1316是法拉第研制成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖.將銅盤放在磁場(chǎng)中,且磁場(chǎng)在銅盤范圍之內(nèi).讓磁感線垂直穿過銅盤,圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi),轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L(zhǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,回路總電阻為R,從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000029】 圖1316 A.回路中電流大小恒定 B.回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 C.回路中有大小和方向做周期性變化的電流 D.若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為非勻強(qiáng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,燈泡中不會(huì)有電流流過 【解析】 銅盤在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線.相當(dāng)于長(zhǎng)度為L(zhǎng)的無數(shù)條導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),其大小為E=BL2ω,根據(jù)歐姆定律,回路中感應(yīng)電流大小恒定,故選項(xiàng)A正確;根據(jù)右手定則可判斷銅盤中心為電源正極,銅盤邊緣為電源負(fù)極,所以回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤,故選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;因題圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi),即處在同一豎直平面內(nèi),當(dāng)將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí).銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路中同樣產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 AB 11.如圖1317甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=1 000,線圈面積S=300 cm2,線圈的電阻r=1 Ω,線圈外接一個(gè)阻值R=4 Ω的電阻,線圈內(nèi)有一方向垂直線圈平面向里的圓形磁場(chǎng),圓形磁場(chǎng)的面積S0=200 cm2,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.求: 甲 乙 圖1317 (1)第4秒時(shí)線圈的磁通量及前4 s內(nèi)磁通量的變化量; (2)前4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì); (3)4 s內(nèi)通過R的電荷量. 【解析】 (1)磁通量Φ=BS0=0.420010-4Wb=810-3Wb 磁通量的變化量為:ΔΦ=0.220010-4Wb=410-3Wb (2)由圖像可知前4 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率 =0.05 T/s 前4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=nS0=1 0000.020.05 V=1 V (3)電路中平均電流=,q=t 通過R的電荷量q=n 所以q=0.8 C. 【答案】 (1)810-3Wb 410-3Wb (2)1 V (3)0.8 C 12.如圖1318甲所示,固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.5 m.右端接一阻值為4 Ω的小燈泡L,在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙規(guī)律變化.CF長(zhǎng)為2 m.在t=0時(shí),金屬棒ab從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置,整個(gè)過程中,小燈泡亮度始終不變.已知ab金屬棒電阻為1 Ω,求: 【導(dǎo)學(xué)號(hào):72000030】 甲 乙 圖1318 (1)通過小燈泡的電流; (2)恒力F的大??; (3)金屬棒的質(zhì)量. 【解析】 (1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),電路總電阻R總=RL+Rab=5 Ω 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E1==S=0.5 V 燈泡中的電流為:IL==0.1 A (2)因燈泡亮度不變,故在t=4 s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng),且做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬棒中的電流: I=IL=0.1 A 恒力大小:F=FA=BId=0.1 N (3)因燈泡亮度不變,金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E2=E1=0.5 V 金屬棒在磁場(chǎng)中的速度:v==0.5 m/s 金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)的加速度為:a==0.125 m/s2 故金屬棒的質(zhì)量為:m==0.8 kg 【答案】 (1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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