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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)三十九 法拉第電磁感應(yīng)定律
1.(多選)穿過(guò)一個(gè)電阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少4 Wb,則( )
A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少4 V
B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是4 V
C.線圈中感應(yīng)電流一定是每秒減少4 A
D.線圈中感應(yīng)電流一定是4 A
2.如圖所示,將一直導(dǎo)線AC折成ABC形狀,=,且AB⊥BC,將導(dǎo)線ABC放在紙面內(nèi),勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里,使導(dǎo)線ABC以相同的速度分別垂直AB、BC、AC在紙面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),AC兩端
2、電壓分別為U1、U2、U3,三者之比正確的是( )
第2題圖
A.U1∶U2∶U3=1∶1∶1
B.U1∶U2∶U3=1∶2∶2
C.U1∶U2∶U3=1∶2∶3
D.U1∶U2∶U3=1∶2∶
3.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( )
第3題圖
A. B. C. D.
4.(多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接
3、觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),關(guān)于流過(guò)電阻R的電流,下列說(shuō)法正確的是( )
第4題圖
A.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定,則電流大小恒定
B.若從上向下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則電流沿a到b的方向流動(dòng)
C.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化
D.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
5.(多選)如圖所示,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)
4、動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)( )
第5題圖
A.穿過(guò)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?lè)较?
D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
6.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d,用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連,線圈電阻為r,線圈中有豎直方向的磁場(chǎng),電阻R與金屬板連接,如圖所示,兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的油滴恰好處于靜止,則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是( )
第6題圖
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng),=
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng),=
C.磁感
5、應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱,=
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱,=
7.如圖所示,兩根同種金屬材料、同一粗細(xì)、長(zhǎng)度的導(dǎo)線,一根直接折成正方形閉合線框(甲),另一根先拉長(zhǎng)為原來(lái)的2倍再折成正方形閉合線框(乙).磁場(chǎng)垂直紙面向里均勻變化,將兩線框一起垂直磁場(chǎng)擺放,求:
(1)二者感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比;
(2)二者感應(yīng)電流之比;
(3)二者熱功率之比.
甲 乙
第7題圖
8.如圖(a)所示,平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置,間距L=0.4 m.導(dǎo)軌右端接有阻值R=1 Ω的電阻.導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,且接觸良好,導(dǎo)體棒及導(dǎo)
6、軌的電阻均不計(jì),導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),bd連線與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度也為L(zhǎng).從0時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化,規(guī)律如圖(b)所示;同一時(shí)刻,棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng),1 s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng),若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前,回路中的電動(dòng)勢(shì)E;
(2)棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力F,以及棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式.
第8題圖
課時(shí)作業(yè)(三十九) 法拉第
電磁感應(yīng)定律1.BD 【解析】 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一回路的磁通量的變化率成正
7、比,與磁通量是增是減無(wú)關(guān),由法拉第電磁感應(yīng)定律E=
n得E=4 V,線圈中電流I==4 A,故B、D正確.
2.D 【解析】 部分導(dǎo)線切割磁感線時(shí)E=BLv,其中L為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度,依題意可知U1∶U2∶U3=1∶2∶,故D選項(xiàng)正確.
3.B 【解析】 當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=n=nS=na2,B項(xiàng)正確.
4.AB 【解析】 由右手定則知,圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流沿a到b的方向流動(dòng),選項(xiàng)B正確;由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bl2ω知,角速度恒定,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,電流大小恒定,選項(xiàng)A正確;角速度大小變化,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化,但感應(yīng)電流方向不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若ω
8、變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,由P=I2R知,電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
5.ABD 【解析】 由題意知,穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ=0,A正確;由右手定則判知ab邊與cd邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于兩個(gè)電源串聯(lián),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blabv0+Blcdv0=2Blv0,B正確;由右手定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,C錯(cuò)誤;由左手定則可知ab邊與cd邊所受的安培力方向均向左,D正確.
6.C 【解析】 由題意電荷量+q的油滴恰好靜止金屬板間,受到的電場(chǎng)力與重力平衡,由平衡條件得知,油滴受到的電場(chǎng)力豎直向上,則金屬板上板帶負(fù)電,
9、下板帶正電.A、C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上,B正在增強(qiáng)時(shí),根據(jù)楞次定律得知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是下負(fù)上正,金屬板下板帶負(fù)電,上板帶正電,油滴不能平衡,故A錯(cuò)誤.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且B正在減弱時(shí),油滴能保持平衡.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=n①,金屬板間的電壓:U=E②, 要使油滴平衡,則有q=mg③,聯(lián)立①②③得: =.故C正確.同理可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是上負(fù)下正,金屬板下板帶正電,上板帶負(fù)電,油滴能平衡,且有=,故B錯(cuò)誤.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下減弱時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是下負(fù)上正,金屬板下板帶負(fù)電,上板帶正電,油滴不能平衡.故D錯(cuò)誤.
7
10、.(1)1∶4 (2)1∶1 (3)1∶4
【解析】 此題解題關(guān)鍵是要注意拉長(zhǎng)導(dǎo)線的同時(shí)對(duì)導(dǎo)線截面積亦有影響.
設(shè)甲導(dǎo)線長(zhǎng)為4l電阻率為ρ橫截面積為S,則乙導(dǎo)線長(zhǎng)為8l橫截面積為,根據(jù)題中所給條件,結(jié)合電阻定律公式可得:
兩線框所圍面積之比=①,
兩線框電阻之比=②,
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E==S③,而電流I=④,電功率P=⑤,綜合①②③④⑤可得:
(1)電動(dòng)勢(shì)之比= (2)電流之比= (3)功率之比= .
8.(1)0.04 V (2)0.04 N i=(t-1)A(1 s≤t≤1.2 s)
【解析】 (1)正方形磁場(chǎng)的面積為S,則S==0.08 m2.在棒進(jìn)入磁場(chǎng)前,回
11、路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的.由B-t圖象可知=0.5 T/s,根據(jù)E=n,得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=S=0.5×0.08 V=0.04 V.
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒通過(guò)bd位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流最大,導(dǎo)體棒受到的安培力最大.此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E′=BLv=0.5×0.4×1 V=0.2 V;
回路中感應(yīng)電流I′== A=0.2 A
導(dǎo)體棒受到的安培力
F=BI′L=0.5×0.2×0.4 N=0.04 N
當(dāng)導(dǎo)體棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí),導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度
l=2v(t-1) (1 s≤t≤1.2 s)
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Blv=2Bv2(t-1)=(t-1) V
感應(yīng)電流i==(t-1)A(1 s≤t≤1.2 s).