2022版高中物理 課時作業(yè)（四）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 課時作業(yè)（四）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 新人教版選修3-2 一、單項選擇題 1．(上海寶山期末)穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒減少4 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動勢每秒增大4 V B．線圈中感應(yīng)電動勢每秒減小4 V C．線圈中無感應(yīng)電動勢 D．線圈中感應(yīng)電動勢保持4 V不變 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得：E＝＝4 V，選項D正確，選項A、B、C錯誤． 答案：D 2. 夏天將到，在北半球，當(dāng)我們抬頭觀看教室內(nèi)的電風(fēng)扇時，發(fā)現(xiàn)電風(fēng)扇正在逆時針轉(zhuǎn)動．金屬材質(zhì)的電風(fēng)扇示意圖如圖所示，由于電磁場的存在，下列關(guān)于A、O兩點的電勢及電勢差的說法，

2、正確的是(　　) A．A點電勢比O點電勢高 B．A點電勢比O點電勢低 C．A點電勢和O點電勢相等 D．扇葉長度越短，UAO的電勢差數(shù)值越大 解析：在北半球，地磁場的豎直分量豎直向下，由右手定則可判斷OA中電流方向由O到A，再根據(jù)在電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，可知A點為正極，電勢高，A對，B、C錯；由E＝Blv可知D錯． 答案：A 3. 如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E

3、2分別為(　　) A．c→a,2∶1　B．a(chǎn)→c,2∶1 C．a(chǎn)→c,1∶2 D．c→a,1∶2 解析：由右手定則可判斷出MN中電流方向為從N到M，通過電阻R的電流方向為a→c.根據(jù)E＝BLv知，若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，E1∶E2＝1∶2，C項正確． 答案：C 4. 如圖所示，導(dǎo)體棒AB的長為2R，繞O點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，OB長為R，且O、B、A三點在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差為(　　) A.BωR2 B．2BωR2 C．4BωR2 D．6BωR2

4、 解析：A點線速度vA＝ω·3R，B點線速度vB＝ωR，AB棒切割磁感線的平均速度＝＝2ωR，由E＝Blv得，AB兩端的電勢差為E＝B·2R·＝4BωR2，C正確． 答案：C 5. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小應(yīng)為(　　) A. B. C. D. 解析

5、：當(dāng)線框繞過圓心O的轉(zhuǎn)動軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，由于面積的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流．設(shè)半圓的半徑為r，導(dǎo)線框的電阻為R，即I1＝＝＝＝＝.當(dāng)線框不動，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時，I2＝＝＝＝，因I1＝I2，可得＝，C選項正確． 答案：C 二、多項選擇題 6．在空間某處存在一變化的磁場，則(　　) A．在磁場中放一閉合線圈，線圈中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．在磁場中放一閉合線圈，線圈中不一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．在磁場中不放閉合線圈，在變化的磁場周圍一定不會產(chǎn)生電場 D．在磁場中放不放閉合線圈，在變化的磁場周圍都會產(chǎn)生電場 解析：由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，只有閉合回路中磁通量發(fā)生改變

6、，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果閉合線圈平面與磁場方向平行，則線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯、B對；由麥克斯韋電磁場理論可知，感應(yīng)電場的產(chǎn)生與變化的磁場周圍有無閉合回路無關(guān)，故C錯、D對． 答案：BD 7．(杭州高二檢測)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，下列表述正確的是(　　) A．感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B．當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時，感應(yīng)電動勢可能不為零 C．當(dāng)穿過線圈的磁通量變化越快時，感應(yīng)電動勢越大 D．感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化量成正比 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢E＝n，即感應(yīng)電動勢與線圈匝數(shù)

7、有關(guān)，故A錯誤；同時可知，感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率有關(guān)，故D錯誤；磁通量變化越快、感應(yīng)電動勢越大，故C正確；當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率不一定為零，因此感應(yīng)電動勢不一定為零，故B正確． 答案：BC 8．將一磁鐵緩慢或者迅速地插到閉合線圈中的同一位置，不發(fā)生變化的物理量是(　　) A．磁通量的變化量 B．磁通量的變化率 C．感應(yīng)電流的大小 D．流過導(dǎo)體橫截面的電荷量 解析：將磁鐵插到同一位置，磁通量的變化量相同，而用時不同，所以磁通量的變化率不同，感應(yīng)電動勢的大小不同，感應(yīng)電流的大小不同，由q＝IΔt＝Δt＝Δt＝可知流過導(dǎo)體橫截面的電荷量不變． 答案：AD

8、9．單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，如線圈所圍面積里的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則線圈中(　　) A．0時刻感應(yīng)電動勢最大 B．0.05 s時感應(yīng)電動勢為零 C．0.05 s時感應(yīng)電動勢最大 D．0～0.05 s這段時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4 V 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝，在Φ－t圖象為某點斜率，0時刻和0.1 s時刻斜率絕對值最大，表明電動勢值最大，0.05 s時刻斜率為零，則電動勢為零，0～0.05 s時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4 V，故選項A、B、D正確． 答案：ABD 10．如圖甲所示，面積為S＝1 m2的導(dǎo)體圓環(huán)內(nèi)通有垂直于圓平面向里的磁

9、場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示(B取向里方向為正)．以下說法中正確的是(　　) A．環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流 B．環(huán)中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 C．環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為1 V D．環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為2 V 解析：由楞次定律可判斷，環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，選項A正確、B錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E＝S＝×1 V＝1 V，選項C正確、D錯誤． 答案：AC 三、非選擇題 11. (濱州高二檢測)在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4 m，如圖所

10、示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若cd桿以恒定加速度a＝2 m/s2由靜止開始做勻變速運動，則： (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？ (2)第5 s末，回路中的電流多大？ 解析：(1)5 s內(nèi)的位移x＝at2＝25 m， 5 s內(nèi)的平均速度＝＝5 m/s， (也可用＝ m/s＝5 m/s求解) 故平均感應(yīng)電動勢E＝Bl＝0.4 V. (2)第5 s末：v′＝at＝10 m/s.此時感應(yīng)電動勢：E′＝Blv′. 則回路電流為I＝＝＝ A＝0.8 A. 答案：(1)0.4 V　(2)0.8 A 12．如圖甲所示，一個圓形線圈匝數(shù)

11、n＝1 000匝、面積S＝2×10－2 m2、電阻r＝1 Ω.在線圈外接一阻值為R＝4 Ω的電阻．把線圈放入一個勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直線圈平面向里，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．求： (1)0～4 s內(nèi)，回路中的感應(yīng)電動勢； (2)t＝5 s時，a、b兩點哪點電勢高； (3)t＝5 s時，電阻R兩端的電壓U. 解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，0～4 s內(nèi)，回路中的感應(yīng)電動勢E＝n ＝1 000× V ＝1 V (2)t＝5 s時，磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向是垂直紙面向里，故a點的電勢高． (3)在t＝5 s時，線圈的感應(yīng)電動勢為E′＝n ＝1 000× V ＝4 V 根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路中的電流為 I＝＝ A＝0.8 A 故電阻R兩端的電壓 U＝IR＝0.8×4 V＝3.2 V 答案：(1)1 V　(2)a點的電勢高　(3)3.2 V