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  • 2021-05-31 发布

【物理】2020届一轮复习人教版电磁感应定律的应用作业

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‎2020届一轮复习人教版 电磁感应定律的应用 作业 ‎1.如图1所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感生电动势.下列说法中正确的是…( )‎ A.磁场变化时,会在空间激发一种电场 B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D.以上说法都不对 答案:AC 图1‎ ‎2.如图2所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( )‎ A.不变 ‎ B.增加 ‎ C.减少 ‎ D.以上情况都可能 答案:B 图2‎ ‎3.穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb,则( )‎ A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B.线圈中的感应电动势一定是2 V C.线圈中的感应电流一定是每秒减少‎2 A D.线圈中的感应电流一定是‎2 A 答案:BD ‎4.如图3所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过.下列说法中正确的是( )‎ A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C.动生电动势的产生与电场力有关 D.动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的 ‎ 答案:AB 图3‎ ‎5.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图4所示.下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )‎ A.v1=v2,方向都向右 ‎ B.v1=v2,方向都向左 C.v1>v2,v1向右,v2向左 ‎ D.v1>v2,v1向左,v2向右 答案:C 图4‎ ‎6.某空间出现了如图5所示的一组闭合的电场线,这可能是…( )‎ A.沿AB方向磁场在迅速减弱 ‎ B.沿AB方向磁场在迅速增强 C.沿BA方向磁场在迅速增强 ‎ D.沿BA方向磁场在迅速减弱 答案:AC 图5‎ ‎7.如图6所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行.设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是…( )‎ A.ab杆中的电流与速率v成正比 B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比 C.电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比 D.外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比 答案:ABCD 图6‎ ‎8、如图7所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( )‎ A.不变 ‎ B.增加 C.减少 图7‎ D.以上情况都可能 ‎ 答案:B ‎ ‎9.如图8所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是( )‎ A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的 B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的 C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的 D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的 答案:AD 图8‎ ‎10、如图9所示,空间有一个方向水平的有界磁场区域,一个矩形线框,自磁场上方某一高度下落,然后进入磁场,进入磁场时,导线框平面与磁场方向垂直。则在进入时导线框不可能( )‎ A、变加速下落 ‎ B、变减速下落 ‎ C、匀速下落 图9‎ D、匀加速下落 思路解析:线框下落时的高度不同,进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同,可能大于、等于或小于线框重力,故线框的运动可能有三种,只有D是不可能的。‎ 答案:D ‎11、一条形磁铁与导线环在同一平面内,磁铁中央与线圈中心重合,如图10所示,为了在导线环中得到图示方向的电流I,磁铁应该( )‎ A、N极向纸内、S极向纸外绕O点转动 图10‎ B、N极向纸外、S极向纸内绕O点转动 C、磁铁沿垂直于纸面方向向纸外平动 ‎ D、磁铁沿垂直于纸面方向向纸内平动 答案:A 能力达标 ‎12、两圆环A、B置于同一水平面内,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A带正电且转速增大并以如图11所示的方向绕中心转动时,B中( )‎ A、产生如图方向相反的电流 ‎ B、产生如图方向的电流 C、不产生电流 ‎ D、以上说法都有可能正确 答案:B 图11‎ ‎13、如图12所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m,电阻均为R.若要使cd静止不动,则ab杆应向_____________运动,速度大小为______________,作用于ab杆上的外力大小为______________.‎ 图12‎ 答案:上 2mg ‎14、如图13所示为两个同心闭合线圈的俯视图,若内线圈中通有图示的电流I1,则当I1增大时,关于外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向,下列判断正确的是( )‎ A、I2沿顺时针方向,F沿半径指向圆心 ‎ B、I2沿逆时针方向,F沿半径背离圆心 C、I2沿逆时针方向,F沿半径指向圆心 ‎ D、I2沿顺时针方向,F沿半径背离圆心 答案:B 图13‎ ‎15、如图14所示,矩形线圈一边长为a,另一边长为b,电阻为R,在它以速度v匀速穿过宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场的过程中,若b>L,产生的电能为__________;通过导体截面的电荷量为__________;若b<L,产生的电能为__________;通过导体截面的电荷量为__________.‎ 思路解析:当b>L时,线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为‎2L,即有感应电流的时间为t1=,再根据E=Bav,E电=t1,q=It=t1,可得出答案;当b<L时,线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2b,即有感应电流的时间为t2=,用同样的方法可求得答案。‎ 答案: ‎ ‎16、‎ 如图15所示,均匀金属环的电阻为R,其圆心O,半径为L.一金属杆OA,质量可忽略不计,电阻为r,可绕O点转动,A端固定一质量为m的金属球a,球上有孔,套在圆环上可无摩擦滑动,Ob为一导线,整个装置放在与环平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.现把金属杆OA从水平位置由静止释放运动到竖直位置,球a的速度为v,则OA到竖直位置时产生的电动势为________________;此时OA所受安培力的功率为______________;杆OA由水平位置转到竖直位置这段时间内,电路中转化的内能为________________.‎ 思路解析:OA的转动切割磁感线,求运动到最低点时的瞬时电动势和瞬时功率,应用法拉第电磁感应定律时,要运用旋转切割的情况.最后要求的是过程量,应用能量的转化和守恒。‎ 答案:BLv mgL-mv2 图15‎ ‎17、一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,规定向里为正方向,在磁场中有一金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图16所示.现令磁感应强度B随时间变化,先按如图所示的Oa图线变化,后来又按照图线bc、cd变化,令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中的感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的感应电流,则( )‎ 图16‎ A、E1>E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B、E1<E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 C、E1<E2,I2沿顺时针方向,I3沿顺时针方向 D、E3=E2,I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向 思路解析:bc段与cd段磁场的变化率相等,大于aO的磁场变化率.‎ 答案:BC ‎18、在平行于水平地面的有界匀强磁场上方,有三个单匝线框A、B、C,从静止开始同时释放,磁感线始终与线框平面垂直.三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形,其中A不闭合,有个小缺口;B、C都是闭合的,但B导线的横截面积比C的大,如图17所示.下列关于它们的落地时间的判断正确的是( )‎ A、A、B、C同时落地 ‎ B、A最迟落地 C、B在C之后落地 ‎ D、B和C在A之后落地 图17‎ 思路解析:A中无感应电流,在进入和穿出磁场的过程中只受重力作用;B、C在进入和穿出磁场的过程中都有感应电流产生,都受向上的安培力作用,下落的加速度小于重力加速度,所以比A要晚落地;设线圈的边长为l,导线的横截面积为S,材料的密度为δ,电阻率为ρ,进入或穿出时的速度为v,磁感应强度为B,则线圈中产生的感应电动势为E=BLv,感应电流为I=,电阻为R=ρ,安培力为F=BIl,由牛顿第二定律加速度为a=,线圈的质量为m=4δSl.将上述方程整理后得:a=g-‎ ‎.加速度与导线的粗细无关,故B、C同时落地.‎ 答案:D ‎19、如图18所示,在物理实验中,常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量。探测器线圈和冲击电流计串联后,又能测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.把线圈放在匀强磁场时,开始时线圈与磁场方向垂直,现将线圈翻转180°,冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q,由此可知,被测磁场的磁感应强度B=______________。‎ 图18‎ 答案:‎ ‎20、(2006天津高考理综)在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图20甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图19乙变化时,正确表示线圈中感应电动势E变化的是图‎4-5-14‎中的( )‎ 图19‎ 图20‎ 思路解析:由法拉第电磁感应定律,E=n=n,在t=0到t=1 s,B均匀增大,则为一恒量,则E为一恒量,再由楞次定律,可判断感应电动势为顺时针方向,则电动势为正值,在t=1 s到t=3 s,B不变化,则感应电动势为零,在t=3 s到t=5 s,B均匀增大,则为一恒量,但B变化得较慢,则E为一恒量,但比t=0到t=1 s小,再由楞次定律,可判断感应电动势为逆时针方向,则电动势为负值,所以A选项正确.‎ 答案:A ‎21、有一面积为‎150 cm2的金属环,电阻为0.1 Ω,在环中‎100 cm2的同心圆面上存在如图21(b)所示的变化的磁场,在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电流为__________,流过的电荷量为__________.‎ 图21‎ 答案:0.1 A 0.01 C ‎22、如图22所示,两根平行金属轨道固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10 Ω,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=‎0.20 m,有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.02 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动.在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0 s时金属杆所受的安培力。‎ 图22‎ 答案:1.44×10-3 N ‎23、如图23所示,面积为‎0.2 m2‎的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面.已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t) T,定值电阻R1=6 Ω,线圈电阻R2=4 Ω,求:‎ 图23‎ ‎(1)磁通量变化率、回路中的感应电动势;‎ ‎(2)a、b两点间的电压Uab.‎ 答案:(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V

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