【金版学案】(广东版)2015届高考物理总复习 第十章第2课 法拉第电磁感应 定律 自感课时作业

第2课法拉第电磁感应定律自感题号答案123456789一、单项选择题1．(2014·龙岩模拟)如下列图，让线圈由位置1通过一个匀强磁场区域运动到位置2，如下说法中正确的答案是()A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流是恒定的C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大D．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大解析：线圈进入匀强磁场区域的过程中，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电动势越大，感应电流越大，A项正确；整个线圈在匀强磁场中无论是匀速、加速还是减速运动，磁通量都不发生变化，线圈中没有感应电流产生，B、C项错误；线圈穿出匀强磁场区域的过程中，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，感应电流大小与运动的速度有关，匀速运动感应电流不变，加速运动感应电流增大，D项错误．答案：A2．(2014·万州区模拟)如下列图，正方形线圈abcd位于纸面内，线圈电阻不计，边长为L，匝数为N，线圈内接有阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B.当线圈绕OO′转过90°时，通过电阻R的电荷量为()A.B.C.D.解析：初状态时，通过线圈的磁通量为Φ1＝，当线圈转过90°时，通过线圈的磁通量为0，由q＝IΔt，I＝答案：B3.，E＝N，得q＝N，可得通过电阻R的电荷量为.在磁感应强度为B、方向如下列图的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为e1；假设磁感应强度增为2B，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变为e2.如此e1与e2之比与通过电阻R的感应电流方向为()A．21，b→aB．12，a→bC．21，a→bD．12，b→a解析：根据E＝BLv可知，当L、v不变，B增大到原来的2倍时，电动势也增大到原来的2倍，即e1e2＝12；由右手定如此可知PQ的电流方向为Q→P，如此通过R的电流方向为a→b.答案：B4．(2014·潮州模拟)如下列图电路中电源内阻不能忽略，R的阻值和L的自感系数都很大，A、B为两个完全一样的灯泡，当S闭合时，如下说法正确的答案是()A．A比B先亮，然后A灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A灭D．A、B一起亮，然后B灭解析：S闭合时，由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大，故在线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，应当选项A、C、D错误；稳定后，L对电流阻碍作用变得很小，外电路路端电压变小，流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B项正确．答案：B二、双项选择题5.如下列图为一光滑轨道，其中MN局部为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN局部有如下列图的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P点，金属环由静止自由释放，经很屡次来回运动后，如下判断正确的有()A．金属环不能上升到与P等高处B．金属环最终将静止在最低点C．金属环上升的最大高度与MN等高D．金属环上升的最大高度一直在变小解析：金属环在进入磁场以与穿出磁场的过程中，都将产生涡流，机械能转化为内能，金属环的动能变小．当金属环只在磁场中运动时，不再产生涡流，最后将在MN之间来回运动，所以最后上升的最大高度与MN等高．答案：AC6．闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按B－t图象变化，方向如下列图，如此回路中()A．电流方向为顺时针方向B．电流强度越来越大C．磁通量的变化率恒定不变D．产生的感应电动势越来越大解析：由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向，A项正确；由法拉第电磁感应定律E＝N可得，E＝NS，由题图可知是恒量，所以电动势恒定，D项错误；根据欧姆定律，电路中电流是不变的，B项错误；由于磁场均匀增加，线圈面积不变，所以磁通量的变化率恒定不变，C项正确．答案：AC7.如下列图，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，如下结论中正确的答案是()A．感应电流方向改变B．感应电流方向不变C．感应电动势始终为BavD．感应电动势的最大值为Bav解析：由楞次定律可知，闭合回路从一进入至完全进入磁场，磁通量一直在增大，故电流方向只有一个；当半圆闭合回路一半进入磁场时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大Em＝Bav.答案：BD8．(2013·广州模拟)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.如下说法正确的答案是()A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．河南岸的电势较高D．河北岸的电势较高解析：可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体平动切割地磁场的磁感线，产生感应电动势，E＝BLv＝9mV，B项正确；由右手定如此可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D项正确．答案：BD9．如下列图，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时()A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2BLv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相反解析：正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的磁通量等值反向，A项正确；根据E＝BLv，有E＝BLv0＋BLv0＝2BLv0，B项正确；由右手定如此可判断回路中感应电流的方向为逆时针方向，C项错误；由左手定如此可判断，回路中ab边与cd边所受安培力方向均向左，D项错误．答案：AB三、非选择题10．如下列图，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0.5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2＝0.8m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2Ω，磁感应强度为B0＝1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m＝0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁场以＝0.2T/s的变化率均匀地增大．求：(1)金属棒上电流的方向．(2)感应电动势的大小．(3)物体刚好离开地面的时间(g＝10m/s2)．解析：(1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d.(2)由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝0.08V.(3)物体刚要离开地面时，其受到的拉力F＝mg而拉力F又等于棒所受的安培力．即mg＝F安＝BIL1其中B＝B0＋tI＝解得t＝5s.答案：(1)由a到d(2)0.08V(3)5s11．如下列图，宽为L的光滑平行长金属导轨与水平面夹角为θ，与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m的金属棒ab垂直两导轨放置，其电阻为r.两导轨由R的电阻在下端相连，其余电阻不计．求ab沿轨道向下运动的最大速度．解析：由于重力的作用，金属棒ab向下运动做切割磁感线产生感应电流，由右手定如此可知方向从b→a，这时磁场对它产生了作用，由左手定如此知ab受到的安培力沿斜面向上；由于开始速度小感应电流小，ab所受的安培力小，故做加速运动，随着其速度的增大，安培力也增大，当安培力等于重力沿斜面向下的分量，ab做匀速运动时，其速度最大，设此时的速度为v，根据法拉第电磁感应定律，有：E＝BLv.根据闭合电路的欧姆定律，有：I＝＝.根据安培力公式，有：F安＝BIL＝.根据力的平衡条件，有：mg·sinθ＝F安＝，解得：v＝.答案：12．(2012·广州测试)如下列图，相距L的光滑金属导轨，半径为R的圆弧局部竖直放置、直的局部固定于水平地面，MNQP范围内有方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触．ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为3m、电阻为r.金属导轨电阻不计，重力加速度为g.(1)求ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小；(2)在图中标出ab刚进入磁场时cd棒中的电流方向；(3)假设cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半．求cd离开磁场瞬间，ab受到的安培力大小．解析：(1)设ab到达圆弧底端时受到的支持力大小为FN，ab下滑过程机械能守恒，有：mgR＝mv2①由牛顿第二定律得：FN－m