【物理】2020届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律课时作业(1) 8页

‎2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业 一、选择题 ‎1．下列关于感应电动势的说法中，正确的是(　　)‎ A．只要穿过电路的磁通量发生变化，就会有感应电动势产生 B．穿过电路内的磁通量发生变化，不一定有感应电动势产生 C．导体棒无论沿哪个方向运动都会有感应电动势产生 D．导体棒必须垂直于磁场方向运动才会有感应电动势产生 答案　A 解析　只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电动势产生，A正确，B错误；导体棒平行于磁感线运动时不切割磁感线，不会产生感应电动势；导体棒垂直或斜着切割磁感线时，都会产生感应电动势，C、D错误。‎ ‎2．磁悬浮列车是一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具，速度可达500 km/h，具有启动快、爬坡能力强等特点。有一种方案是在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下)，并在两条铁轨之间平放一系列线圈，下列说法不正确的是(　　)‎ A．列车运动时，通过线圈的磁通量发生变化 B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C．列车运动时，线圈中会产生感应电流 D．线圈中感应电流的大小与列车速度无关 答案　D 解析　列车运动引起通过线圈的磁通量发生变化，会使线圈中产生感应电流，列车速度越快，磁通量变化越快，感应电流越大，A、B、C正确，D错误。故选D。‎ ‎3．(多选)对反电动势的理解正确的是(　　)‎ A．反电动势的作用是阻碍线圈的转动 B．对电动机来说应尽量减小反电动势，最好没有反电动势 C．反电动势阻碍转动的过程，是电能向其他形式能转化的过程 D．由于反电动势的存在，使存在电动机的回路中的电流I＜，‎ 所以在有反电动势工作的电路中，不能用闭合电路欧姆定律直接计算电流 答案　ACD 解析　反电动势与原电动势方向相反，它阻碍电荷的定向移动形成电流，从而阻碍线圈的转动，A正确；正是由于反电动势的阻碍作用，所以才消耗电能，使电能转化为其他形式的能，B错误、C正确；由于反电动势方向与原电动势方向相反，所以电路电流要减小，I<，电路为非纯电阻电路，闭合电路欧姆定律不成立，D正确，故选A、C、D。‎ ‎4．如图甲所示线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图乙所示变化，则在开始的0.1 s内(　　)‎ A．磁通量的变化量为0.25 Wb B．磁通量的变化率为2.5×102 Wb/s C．a、b间电压为0‎ D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A 答案　D 解析　通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2为正，则Φ2＝B2S，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)＝B2S＋B1S＝(0.1＋0.4)×50×10－4 Wb＝2.5×10－3 Wb，A错误；磁通量的变化率＝＝2.5×10－2 Wb/s，B错误；由法拉第电磁感应定律知：当ab间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，所以E＝n＝2.5 V，且恒定，C错误；在ab间接一理想电流表，相当于ab间接通形成回路，所以I＝＝0.25 A，D正确。‎ ‎5.‎ 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍(　　)‎ A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角 答案　C 解析　设导线的电阻率为ρ，横截面积为S，线圈的半径为r，则I＝＝＝＝··sinθ。可见将r增加一倍，I增加一倍，故C正确；sin60°＝，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sinθ不能变为原来的2倍(因sinθ最大值为1)，故D错误；若将线圈的面积增加一倍，半径r增加到原来的倍，电流也增加到原来的倍，故B错误；I与线圈匝数无关，故A错误。‎ ‎6．一战机以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行，该战机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，所处地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10－5 T，则(　　)‎ A．两翼尖之间的电势差为2.9 V B．两翼尖之间的电势差为1.1 V C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低 答案　C 解析　战机的飞行速度为4.5×102 km/h＝125 m/s，战机两翼间的电动势E＝BLv＝4.7×10－5×50×125 V＝0.29375 V，A、B错误；战机的飞行方向从东向西，磁场竖直向下，根据右手定则可知飞行员左方翼尖电势高于右方翼尖的电势，C正确，D错误。‎ ‎7.‎ 如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为(　　)‎ A.BωR2 B．2BωR2‎ C．4BωR2 D．6BωR2‎ 答案　C 解析　A点线速度vA＝ω·3R，B点线速度vB＝ωR，AB棒切割磁感线的平均速度＝＝2ωR，由E＝Blv得，AB两端的电势差为E＝B·2R·＝4BωR2，C正确。‎ ‎8.‎ 如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为(　　)‎ A．0 B．Blv0 C. D. 答案　D 解析　按照E＝Blv0求出感应电动势，所求的金属棒两端的电势差为路端电压。左右侧圆弧均为半圆，电阻均为，并联的总电阻即外电路电阻R＝，金属棒的电阻等效为电源内阻r′＝，故U＝＝，选D。‎ ‎9.‎ 如图所示，abcd为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则(　　)‎ A．电路中感应电动势的大小为 B．电路中感应电流的大小为 C．金属杆所受安培力的大小为 D．金属杆的热功率为 答案　B 解析　切割磁感线的有效长度为l，电动势为E＝Blv，A错误；根据题意，回路电阻R＝，由欧姆定律有I＝sinθ＝，B正确；安培力F＝＝，C错误；金属杆的热功率为P＝I2R＝，D错误。‎ ‎10．半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。在t＝0时刻平板之间中心处有一重力不计，电荷量为＋q的静止微粒，则以下说法正确的是(　　)‎ A．第2秒内上极板为正极 B．第3秒内上极板为负极 C．第2秒末微粒回到了原来位置 D．第3秒末两极板之间的电场强度大小为 答案　A 解析　根据法拉第电磁感应定律，E＝＝S。故第1秒内和第4秒内U＝＋0.1πr2 V，第2秒内和第3秒内U＝－0.1πr2 V。由楞次定律可知第1秒内和第4秒内下极板带正电，第2秒内和第3秒内上极板带正电。第2秒内上极板带正电，为正极，故A项正确；第3秒内上极板带正电，为正极，故B项错误；第1秒内微粒受到向上的电场力，向上做匀加速运动；第2秒内微粒受到向下的电场力，向上做匀减速运动，到第2秒末速度正好为0，由于微粒一直向上运动，故C项错误；第3秒末两极板之间的电场强度大小为E＝＝ V/m，故D项错误。‎ 二、非选择题 ‎11.‎ 如图所示，L是用绝缘导线绕制的线圈，匝数为100，由于横截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5秒内把磁铁的一极插入螺线管，这段时间里穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×10－5 Wb。这个过程中螺线管产生的感应电动势多大？如果线圈和电流表总电阻是3 Ω，感应电流多大？‎ 答案　3×10－3 V　1×10－3 A 解析　由法拉第电磁感应定律得：‎ E＝n＝n＝100× V＝3×10－3 V，‎ 由欧姆定律可得：‎ I＝＝ A＝1×10－3 A。‎ ‎12.‎ 如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为L)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：‎ ‎(1)ac棒中感应电动势的大小；‎ ‎(2)回路中感应电流的大小；‎ ‎(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。‎ 答案　(1)0.80 V　(2)4.0 A　(3)0.80 N 解析　(1)ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小为 E＝BLv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V。‎ ‎(2)回路中感应电流的大小为 I＝＝ A＝4.0 A。‎ ‎(3)ac棒受到的安培力大小为F安＝BIL＝0.40×4.0×0.50 N＝0.80 N。由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外＝F安＝0.80 N。‎ ‎13.‎ 如图所示，设匀强磁场的磁感应强度B为0.10 T，切割磁感线的导线的长度l为40 cm，线框向左匀速运动的速度v为5.0 m/s，整个线框的电阻R为0.5 Ω，试求：‎ ‎(1)感应电动势的大小；‎ ‎(2)感应电流的大小。‎ 答案　(1)0.20 V　(2)0.40 A 解析　(1)线框中的感应电动势 E＝Blv＝0.10×0.40×5.0 V＝0.20 V。‎ ‎(2)线框中的感应电流 I＝＝ A＝0.40 A。‎ ‎14.‎ 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，总电阻为R，总质量为m，将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，求：‎ ‎(1)线框中产生的感应电动势大小；‎ ‎(2)c、d两点间的电势差大小。‎ 答案　(1)BL　(2)BL 解析　(1)cd边刚进入磁场时，线框速度v＝，‎ 线框中产生的感应电动势E＝BLv＝BL。‎ ‎(2)此时线框中电流I＝，‎ c、d两点间的电势差U＝I·R＝BL。‎