2019_2020学年高中物理课时作业3法拉第电磁感应定律（含解析）粤教版选修3_2.docx

课时分层作业(三)(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B当穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势一定为零C当穿过线圈的磁通量变化越快时，感应电动势越大D感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比C由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势En ，即感应电动势与线圈匝数有关，故A错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，故D错误；穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，故C正确；当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，因此感应电动势不一定为零，故B错误2面积为0.4 m2的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B20.5t(T)，则()A线圈有扩张的趋势B线圈中磁通量的变化率为1 Wb/sC线圈中的感应电动势为1 VDt4 s时，线圈中的感应电动势为8 VC根据楞次定律知感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化，由磁通量增大知线圈有收缩的趋势，故A错误；圆线圈在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B20.5t(T)，所以穿过线圈的磁通量变化率是S0.50.4 Wb/s0.2 Wb/s，故B错误；线圈中感应电动势大小恒为ENS50.2 V1 V，故C正确，D错误3如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 ()A越来越大B越来越小C保持不变 D无法确定CEBLvsin BLvx；ab做平抛运动，水平速度保持不变，感应电动势保持不变4如图所示，把一阻值为R、边长为L的正方形金属线框，从磁感应强度为B的匀强磁场中，以速度v向右匀速拉出磁场在此过程中线框中产生了电流，此电流()A方向与图示箭头方向相同，大小为B方向与图示箭头方向相同，大小为C方向与图示箭头方向相反，大小为D方向与图示箭头方向相反，大小为A利用右手定则可判断感应电流是逆时针方向根据EBLv知，电流I，A正确5.如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为()Ar2 BL2Cnr2 DnL2D根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小EnnL2.6.(多选)一个面积恒为S0.04 m2，匝数n100匝的线圈垂直放入匀强磁场中，已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是()A在02 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/sB在02 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0C在02 s内，线圈中产生的感应电动势等于8 VD在第3 s末线圈中产生的电动势为0AC02 s内，S0.04 Wb/s0.08 Wb/s，A对，B错；En1000.08 V8 V，C对；第3 s末，尽管B0，但0，故E0，D错二、非选择题(14分)7如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距L0.50 m，左端接一电阻R0.20 ，磁感应强度B0.40 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v4.0 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解析(1)ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小为EBLv0.400.504.0 V0.80 V.(2)回路中感应电流的大小为I A4.0 A 由右手定则知，ac棒中的感应电流由c流向a.(3)ac棒受到的安培力大小为F安BIL0.404.00.50 N0.80 N，由左手定则知，安培力方向向左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，方向水平向右答案(1)0.80 V(2)4.0 A(3)0.80 N能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1.如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B中两板间有一个质量为m，电荷量为q的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是()A正在增强；B正在减弱；C正在减弱；D正在增强；B电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线圈下端相当于电源的正极，由题意可知，根据安培定则和楞次定律，可得穿过线圈的磁通量在均匀减弱；线圈产生的感应电动势En；油滴所受电场力Fq，对油滴，根据平衡条件得qmg；所以解得线圈中磁通量的变化率的大小为.故B正确，A、C、D错误2(多选)如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为21.均匀磁场只分布在B线圈内，当磁场随时间均匀减弱时()AA中无感应电流BA、B中均有恒定的感应电流CA、B中感应电动势之比为21DA、B中感应电流之比为12BD只要穿过圆线圈内的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势和感应电流，因为磁场变化情况相同，有效面积也相同，所以，每匝线圈产生的感应电动势相同，所以A、B中感应电动势之比为12，又由于两线圈的匝数和半径不同，电阻值不同，根据电阻定律，单匝线圈A、B电阻之比为21，所以，感应电流之比为12.因此正确答案是B、D.3.如图所示，将外皮绝缘的圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为14的圆形闭合回路(忽略两部分连接处的导线长度)，分别放入垂直圆面向里、磁感应强度大小随时间按Bkt(k0且为常数)的规律变化的磁场中，前后两次回路中的电流比为()A13B31C11 D95B同一导线构成不同闭合回路，它们的电阻相同，那么电流之比等于它们的感应电动势之比，设圆形线圈的周长为l，依据法拉第电磁感应定律ES，之前的闭合回路的感应电动势Ek2，圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为14的圆形闭合回路，根据面积之比等于周长的平方之比，则14的圆形闭合回路的周长之比为12；之后的闭合回路的感应电动势Ek2k2；则前后两次回路中的电流比IIEE31，B正确4电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为()甲乙AB.CD.B设在0时间内产生的感应电流为正，则根据楞次定律得知：在时间内，感应电流为负，在2t0时间内感应电流为正；螺线管内的磁通量大小随时间按正弦规律，由数学知识知道：其切线的斜率k按余弦规律变化，根据法拉第电磁感应定律分析可知，螺线管内产生的感应电动势将按余弦规律变化，因此感应电流也按余弦规律变化故B正确，A、C、D错误二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(13分)如图甲所示的螺线管，匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化则甲乙(1)2 s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(2)磁通量的平均变化率多大？(3)线圈中感应电动势大小为多少？解析(1)磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则1B1S，2B2S，21所以BS(62)20104 Wb8103 Wb.(2)磁通量的变化率为 Wb/s4103 Wb/s.(3)根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小En1 5004103 V6.0 V.答案(1)8103 Wb(2)4103 Wb/s (3)6.0 V6(13分)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0.50 ，试求：(1)感应电动势的大小；(2)感应电流的大小；(3)使线框向左匀