【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修2：第2章第2节法拉第电磁感应定律分层作业课件

第2章第2节法拉第电磁感应定律1234567891011A级必备知识基础练1.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(

)B12345678910112.在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示,0~1s内磁场方向垂直线框平面向下,圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒,且与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场B2中,如图乙所示,导体棒始终保持静止,则其所受的摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向)(

)1234567891011答案

A1234567891011解析

根据题意可知,在0~1

s内磁场方向垂直线框平面向下,且大小变大,则由楞次定律可得线圈感应电流的方向是逆时针,再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左,所以静摩擦力的方向是水平向右,即为正方向;在0~1

s内磁场方向垂直线框平面向下,且大小变大,则由法拉第电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的,即导体棒的电流大小是不变的;因为磁场B2是不变的,则安培力大小不变,所以静摩擦力的大小也是不变的。故A正确,B、C、D错误。12345678910113.(2023福建福州平潭岚华中学期末)如图所示的半圆形闭合回路半径为a,电阻为R。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于半圆形回路所在的平面向里。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,下列结论正确的是(

)A.感应电流方向为顺时针方向B.半圆形闭合回路所受安培力方向向右C.感应电动势最大值为2BavD.感应电动势平均值为D1234567891011解析

在闭合回路进入磁场的过程中,通过闭合回路向里的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针方向,根据“来拒去留”可知,半圆形闭合回路所受安培力方向向左,故A、B错误;当半圆形闭合回路进入磁场一半时,等效长度最大为a,感应电动势最大,为E=Bav,故C错误;由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势平均值为

πBav,故D正确。12345678910114.如图所示,光滑铜环水平固定,半径为l,长为l、电阻为r的铜棒OA的一端在铜环的圆心O处,另一端与铜环良好接触,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA以角速度ω逆时针(俯视)匀速转动,A端始终在铜环上,定值电阻的阻值为3r,上方导线与O点连接,下方导线与铜环连接,其他电阻不计。下列说法正确的是(

)A.O点的电势比A点的电势高C1234567891011解析

由右手定则可知电流方向从O点指向A点,OA是电源,电流从低电势流向高电势,故O点的电势比A点的电势低,故A错误;由法拉第电磁感应定律12345678910115.如图所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好,ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,设金属棒与两导轨间夹角为60°,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金属棒的电流为(

)B12345678910116.如图所示,半径为L的半圆弧轨道PQS固定,电阻忽略不计,O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好,OM金属杆的电阻与OP金属杆电阻阻值相同。空间存在如图的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度ω逆时针转到OS位置,则回路中电流方向沿

;MO两点的电压UMO=

。

M—O—P—Q—M1234567891011解析

根据OM转动方向可由右手定则判断电流方向为M到O,即回路中电流方向沿M—O—P—Q—M;OM转动过程中产生的电动势大小为

,因为OM和OP电阻相同,OM作为电源,电流由低电势流向高电势,故MO两点的电压为

。12345678910117.如图所示,电阻为0.1Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2m,bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为0.5T,在水平拉力作用下,线圈以8m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中:(1)感应电动势E的大小;(2)所受拉力F的大小;(3)感应电流产生的热量Q。1234567891011解析

(1)感应电动势E=Blv代入数据得E=0.8

V。答案

(1)0.8V

(2)0.8N

(3)0.32J1234567891011B级关键能力提升练8.(多选)(2022山东卷)如图所示,xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为

的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为l的正方形金属框绕其始终在O点的顶点,在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动。t=0时刻,金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是(

)BC123456789101112345678910119.如图所示,A、B两单匝闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为(

)D1234567891011123456789101110.如图甲所示,单匝矩形金属线框abcd处在垂直于线框平面的匀强磁场中,线框面积S=0.3m2,线框连接一个阻值R=3Ω的电阻,其余电阻不计,线框cd边位于磁场边界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度B的正方向,磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是(

)A.0~0.4s内线框中感应电流沿逆时针方向B.0.4~0.8s内线框有扩张的趋势C.0~0.8s内线框中的电流为0.1AD.0~0.4s内ab边所受安培力保持不变C1234567891011解析

由题图乙所示图像可知,0~0.4

s内磁感应强度垂直于纸面向里,磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向,故A错误。由图乙所示图线可知,0.4~0.8

s内穿过线框的磁通量增加,由楞次定律可知,线框有收缩的0~0.4

s内感应电流I保持不变,由题图乙所示图线可知,磁感应强度B大小不断减小,由F=ILB可知,ab边所受安培力不断减小,故D错误。故选C。123456789101111.如图所示,两根平行粗糙金属导轨固定于绝缘水平面上,导轨左侧间连有阻值为r的电阻,两平行导轨间距为L。一根长度大于L、质量为m、接入电路的电阻也为r的导体棒垂直导轨放置并接触良好,导体棒初始均处于静止,导体棒与图中虚线有一段距离,虚线右侧存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的恒力,使其从静止开始做匀加速直线运动,进入磁场前加速度大小为a0,然后进入磁场,运动一段时间后达到一个稳定速度,平行轨道足够长,导体棒与平行导轨间的动摩擦因数处处相等