人教版選修11 法拉第電磁感應(yīng)定律 第1課時(shí) 作業(yè).docx

3.2法拉第電磁感應(yīng)定律1.用均勻?qū)Ь€(xiàn)做成的正方形線(xiàn)框邊長(zhǎng)為0.2m，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖1所示.當(dāng)磁場(chǎng)以10t/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線(xiàn)框中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是()圖1a.uab0.1vb.uab0.1vc.uab0.2vd.uab0.2v答案b解析題中正方形線(xiàn)框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在線(xiàn)框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，把左半部分線(xiàn)框看成電源，其電動(dòng)勢(shì)為e，內(nèi)阻為，畫(huà)出等效電路如圖所示，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差即為電源的路端電壓，設(shè)l是邊長(zhǎng)，且依題意知10t/s.由e得e10v0.2v，所以u(píng)ir0.1v，由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，故uab0.1v，故b選項(xiàng)正確.2.如圖2所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為l和2l的兩只閉合線(xiàn)框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線(xiàn)框的重力，若閉合線(xiàn)框的電流分別為ia、ib，則iaib為()圖2a.14b.12c.11d.不能確定答案c解析產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eblv，由閉合電路歐姆定律得i，又lb2la，由電阻定律知rb2ra，故iaib11.3.如圖3所示，是兩個(gè)相連的金屬圓環(huán)，小金屬圓環(huán)的電阻是大金屬圓環(huán)電阻的二分之一，磁場(chǎng)垂直穿過(guò)金屬圓環(huán)所在區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大金屬圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()圖3a.eb.ec.ed.e答案b解析ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于路端電壓，而小金屬圓環(huán)電阻占電路總電阻的，故uabe，b正確.4.在圖4中，ef、gh為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，r為電阻，c為電容器，ab為可在ef和gh上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，若用i1和i2分別表示圖中該處導(dǎo)線(xiàn)中的電流，則當(dāng)棒ab()圖4a.勻速滑動(dòng)時(shí)，i10，i20b.勻速滑動(dòng)時(shí)，i10，i20c.加速滑動(dòng)時(shí)，i10，i20d.加速滑動(dòng)時(shí)，i10，i20答案d解析導(dǎo)體棒水平運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)整個(gè)電路，可把a(bǔ)b棒看做電源，等效電路如圖所示，當(dāng)棒勻速滑動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)e不變，故i10，i20.當(dāng)棒加速滑動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)e不斷變大，電容器不斷充電，故i10，i20.5(多選)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖5所示銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上，兩銅片p、q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅軸接觸圓盤(pán)處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b中圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻r的電流，下列說(shuō)法正確的是()圖5a若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定b若從上向下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)c若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化d若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在r上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍答案ab解析將圓盤(pán)看成無(wú)數(shù)幅條組成，它們都在切割磁感線(xiàn)從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知圓盤(pán)上感應(yīng)電流從邊緣流向中心，則當(dāng)圓盤(pán)順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流方向從a到b，b對(duì)；由法拉第電磁感應(yīng)定律得感生電動(dòng)勢(shì)eblbl2，i，恒定時(shí)，i大小恒定，大小變化時(shí)，i大小變化，方向不變，故a對(duì)，c錯(cuò)；由pi2r知，當(dāng)變?yōu)?倍時(shí)，p變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，d錯(cuò)6.如圖6甲所示，閉合的圓線(xiàn)圈放在磁場(chǎng)中，t0時(shí)刻磁感線(xiàn)垂直線(xiàn)圈平面向里穿過(guò)線(xiàn)圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線(xiàn)如圖乙所示，則在02s內(nèi)線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的大小和方向?yàn)?)圖6a.逐漸增大，逆時(shí)針?lè)较騜.逐漸減少，順時(shí)針?lè)较騝.大小不變，順時(shí)針?lè)较騞.大小不變，先順時(shí)針?lè)较蚝竽鏁r(shí)針?lè)较虼鸢竎解析因?yàn)閎t圖像的斜率不變，所以感應(yīng)電流恒定，根據(jù)楞次定律判斷電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?7.如圖7所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒pq沿導(dǎo)軌從mn處勻速運(yùn)動(dòng)到mn的過(guò)程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖像，可能正確的是()圖7答案a解析在金屬棒pq進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域之前或離開(kāi)磁場(chǎng)后，棒上均不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，d選項(xiàng)錯(cuò)誤.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblv與時(shí)間無(wú)關(guān)，保持不變，故a選項(xiàng)正確，b、c選項(xiàng)錯(cuò)誤.8.如圖8所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線(xiàn)框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v20cm/s勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t0，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像是()圖8答案c解析線(xiàn)框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是逆時(shí)針的，eblv，感應(yīng)電流i，是一個(gè)恒定的值.線(xiàn)框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，線(xiàn)框的磁通量不變，所以無(wú)感應(yīng)電流.離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是順時(shí)針的，其大小與進(jìn)入時(shí)相等，綜合上述三個(gè)過(guò)程，選項(xiàng)c正確.9.一矩形線(xiàn)框位于一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)框所在的平面(紙面)向里，如圖9甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.以i表示線(xiàn)框中的感應(yīng)電流，以圖甲中線(xiàn)框上箭頭所示方向的電流為正方向(即順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?，則以下的it圖中正確的是()圖9答案c10.如圖10所示，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和mn，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“v”字型導(dǎo)軌，空間存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，用力使mn向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中mn始終與bac的平分線(xiàn)垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸，下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線(xiàn)，可能正確的是()圖10答案a解析設(shè)mn在勻速運(yùn)動(dòng)中切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度為l，bac2，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為eblv，三角形的兩邊長(zhǎng)相等且均為l，由r可知三角形的總電阻rkl(k為常數(shù))，再由閉合電路歐姆定律得i是一個(gè)常量，與時(shí)間t無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)a正確.11.將一段導(dǎo)線(xiàn)繞成圖11甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi).回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示.用f表示ab邊受到的安培力，以水平向右為f的正方向，能正確反應(yīng)f隨時(shí)間t變化的圖像是()圖11答案b解析0時(shí)間內(nèi)，回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?、大小不變的感?yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向左，大小恒定不變.t時(shí)間內(nèi)，回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较?、大小不變的感?yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向右，大小恒定不變，故b正確. 12如圖甲所示，矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd固定在磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)的方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，下列各圖中正確的是()解析01s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b均勻增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)en恒定，電流i恒定；由楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，即?fù)方向，在it圖像上，是一段平行于t軸的直線(xiàn)，且方向?yàn)樨?fù)，可見(jiàn)，a、c不正確.在12s內(nèi)b、d中電流情況相同，在23s內(nèi)，負(fù)向的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)en恒定，電流i恒定，由楞次定律知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍凑较?，在it圖像上，是一段平行于t軸的直線(xiàn)，且方向?yàn)檎挥衐符合，選d.答案d13如圖所示，一底邊為l，底邊上的高也為l的等腰三角形導(dǎo)體線(xiàn)框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)長(zhǎng)為2l，寬為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.t0時(shí)刻，三角形導(dǎo)體線(xiàn)框的底邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，取沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流為正，則在三角形導(dǎo)體線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)可能是()圖4解析根據(jù)eblv，i，三角形導(dǎo)體線(xiàn)框進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)，有效長(zhǎng)度l都變小.再根據(jù)右手定則，進(jìn)、出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向相反，進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)檎龃艌?chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)樨?fù)，故選a.答案a14.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線(xiàn)框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)框平面，其邊界與正方形線(xiàn)框的邊平行.現(xiàn)使線(xiàn)框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如下圖所示，則在移出過(guò)程中線(xiàn)框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是()答案b解析磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)的邊相當(dāng)于電源，外電路由三個(gè)相同電阻串聯(lián)形成，a、c、d中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為外電路中一個(gè)電阻兩端的電壓為：ue，b圖中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為路端電壓為：ue，所以a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是b圖，故a、c、d錯(cuò)誤，b正確.15.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬圓環(huán)，半徑為a，總電阻為r(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，與環(huán)的最高點(diǎn)用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2a、電阻為的導(dǎo)體棒ab，ab由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，b點(diǎn)的線(xiàn)速度為v，則這時(shí)ab兩端的電壓大小為()a.b.c.d.bav答案a解析擺到豎直位置時(shí)，導(dǎo)體棒ab切割磁感線(xiàn)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eb2avbav.由閉合電路歐姆定律有uabbav，故選a.16.如圖所示，在x0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于xoy平面(紙面)向里，具有一定電阻的矩形線(xiàn)框abcd位于xoy平面內(nèi)，線(xiàn)框的ab邊與y軸重合，令線(xiàn)框從t0的時(shí)刻起由靜止開(kāi)始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線(xiàn)框中的感應(yīng)電流i(取逆時(shí)針?lè)较?