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1、2022年高中物理 學(xué)案13 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué)案新人教版選修3-2
一、基礎(chǔ)練
1.當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時,下列說法中正確的是( )
A.線圈中一定有感應(yīng)電流
B.線圈中一定有感應(yīng)電動勢
C.感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化成正比
D.感應(yīng)電動勢的大小跟線圈的電阻有關(guān)
2.一根直導(dǎo)線長0.1 m,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T的勻強(qiáng)磁場中以10 m/s的速度勻速運(yùn)動,則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的說法錯誤的是( )
A.一定為0.1 V B.可能為零
C.可能為0.01 V D.最大值為0.1 V
3.無線電
2、力傳輸目前取得重大突破,在日本展出了一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng).這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力.兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置,原理示意圖如圖1所示.下列說法正確的是( )
圖1
A.若A線圈中輸入電流,B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
B.只有A線圈中輸入變化的電流,B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
C.A中電流越大,B中感應(yīng)電動勢越大
D.A中電流變化越快,B中感應(yīng)電動勢越大
4.閉合回路的磁通量Φ隨時間t的變化圖象分別如圖2所示,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的下列論述,其中正確的是( )
圖2
A.圖甲回路中感應(yīng)電動勢恒定不變
B.圖乙回路中感應(yīng)電動
3、勢恒定不變
C.圖丙回路中0~t1時間內(nèi)感應(yīng)電動勢小于t1~t2時間內(nèi)感應(yīng)電動勢
D.圖丁回路中感應(yīng)電動勢先變大后變小
5.如圖3所示,PQRS為一正方形導(dǎo)線框,它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直線框平面向里,MN線與線框的邊成45°角,E、F分別是PS和PQ的中點(diǎn).關(guān)于線框中的感應(yīng)電流,正確的說法是( )
圖3
A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大
B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大
C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大
D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大
6.如圖4(a)所示,一個電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金
4、屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計.
圖4
求0至t1時間內(nèi)
(1)通過電阻R1上的電流大小和方向;
(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量.
二、提升練
7.如圖5所示,A、B兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成,A有10匝,B有20匝,兩圓線圈半徑之比為2∶1.均勻磁場只分布在B線圈內(nèi).當(dāng)磁場隨時間均勻減弱時( )
圖5
A.A中無感應(yīng)電流
B.
5、A、B中均有恒定的感應(yīng)電流
C.A、B中感應(yīng)電動勢之比為2∶1
D.A、B中感應(yīng)電流之比為1∶2
8.在勻強(qiáng)磁場中,有一個接有電容器的導(dǎo)線回路,如圖6所示,已知電容C=30 μF,回路的長和寬分別為l1=5 cm,l2=8 cm,磁場變化率為5×10-2 T/s,則( )
圖6
A.電容器帶電荷量為2×10-9 C B.電容器帶電荷量為4×10-9 C
C.電容器帶電荷量為6×10-9 C D.電容器帶電荷量為8×10-9 C
9.如圖7所示,一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速運(yùn)動,沿著OO′觀察,線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動.已知勻強(qiáng)磁場
6、的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈匝數(shù)為n,邊長為l,電阻為R,轉(zhuǎn)動的角速度為ω.則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時( )
圖7
A.線圈中感應(yīng)電流的方向為abcda B.線圈中的感應(yīng)電流為
C.穿過線圈的磁通量為0 D.穿過線圈的磁通量的變化率為0
10.如圖8所示,空間存在兩個磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相反且垂直紙面,MN、PQ為其邊界,OO′為其對稱軸.一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動到關(guān)于OO′對稱的位置時( )
圖8
A.穿過回路的磁通量為零
B.回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0
C.回路
7、中感應(yīng)電流的方向為順時針方向
D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
11.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m,正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,如圖9甲所示.當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強(qiáng)時,線框中點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間的電勢差是( )
圖9
A.Uab=0.1 V B.Uab=-0.1 V
C.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 V
12.如圖10所示,在空間中存在兩個相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場,其寬度均為L.現(xiàn)將寬度也為L的矩形閉合線圈,從圖示位置垂直于磁場方
8、向勻速拉過磁場區(qū)域,則在該過程中,能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時間變化的圖象是( )
圖10
13.如圖11所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左向右勻速滑動,電路的固定電阻為R.其余電阻忽略不計.試求MN從圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻R上的電流強(qiáng)度的平均值及通過的電荷量.
圖11
14.如圖12所示,處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻.勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0. 25.
圖12
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大?。?
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大?。?
(3)在上問中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向.
(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)