2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應(yīng)定律提高鞏固練習(xí) 新人教版選修4-4.doc
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2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應(yīng)定律提高鞏固練習(xí) 新人教版選修4-4 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1.穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb,則( ) A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2 V B.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2 V C.線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 2.閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化圖象分別如圖所示,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述,其中正確的是 ( ) A.圖甲回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 B.圖乙回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 C.圖丙回路中0~t1,時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1~t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D.圖丁回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小 3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)接有電容器的導(dǎo)線回路,如圖所示,已知電容C=30μF,回路的長(zhǎng)和寬分別為=5 cm,=8 cm,磁場(chǎng)變化率為510-2 T/s,則( ) A.電容器帶電荷量為210-9 C B.電容器帶電荷量為410-9 C C.電容器帶電荷量為610-9 C D.電容器帶電荷量為810-9 C 4.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行?,F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng),如圖所示,則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是( ) 5.環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,設(shè)在第1 s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里,如圖甲所示。若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,那么在第2 s內(nèi),線圈中感應(yīng)電流的大小和方向是( ) A.大小恒定,逆時(shí)針方向 B.大小恒定,順時(shí)針方向 C.大小逐漸增加,順時(shí)針方向 D.大小逐漸減小,逆時(shí)針方向 6.如圖所示,導(dǎo)體AB的長(zhǎng)為2R,繞O點(diǎn)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),OB=R,且O、B、A三點(diǎn)在一條直線上,有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,充滿轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直,則AB兩端的電勢(shì)差為( ) A. B.2BωR2 C.4BωR2 D.6BωR2 7.物理實(shí)驗(yàn)中常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過電路的電荷量,如圖所示,探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。已知線圈匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,開始線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180,沖擊電流計(jì)測(cè)出通過線圈的電荷量為q,由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為( ) A. B. C. D. 8.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示。拋物線的方程為y=x2,其下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示),一個(gè)質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線y=b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng),則金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總的焦耳熱是( ) A.mgb B. C.mg(b-a) D. 二、填空題 9.如圖所示,A、B兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)都為10匝,半徑RA=2RB,圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為EA∶EB=________,線圈中的感應(yīng)電流之比為IA∶IB=________。 10.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線下懸一小球,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓錐擺運(yùn)動(dòng),圓錐的偏角為θ,擺球的角速度為ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為________。 三、解答題 11.電阻為R的矩形線框abcd,邊長(zhǎng)ab=,ad=h,質(zhì)量為m,自某一高度自由落下,通過一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h,如圖所示,若線框恰好以恒定速度通過磁場(chǎng),求線框中產(chǎn)生的焦耳熱。(不考慮空氣阻力) 12.如圖所示,導(dǎo)體圓環(huán)半徑為a,導(dǎo)體棒OC可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),C端與環(huán)接觸良好且無摩擦,圓環(huán)的電阻不計(jì),導(dǎo)體棒OC的電阻為r,定值電阻的阻值為R,現(xiàn)使OC繞O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求電阻R兩端的電壓和驅(qū)動(dòng)OC棒轉(zhuǎn)動(dòng)的外力功率。 13.如圖所示,一水平面上兩根平行導(dǎo)軌間的距離d=0.5 m,金屬桿ab置于導(dǎo)軌的一端,跨在兩導(dǎo)軌之間,并接觸良好,它與每根導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力均為fm=0.2 N。導(dǎo)軌的另一端用直導(dǎo)線相連,形成恰似矩形的閉合回路。導(dǎo)軌長(zhǎng)=0.8 m,電路中只有ab有電阻R=0.2Ω。整個(gè)裝置置于方向向下的均勻磁場(chǎng)中,如果磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0=1 T瞬間開始,以0.2 T/s的變化率均勻地增大,求: (1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,06桿將開始運(yùn)動(dòng)? (2)ab桿運(yùn)動(dòng)前,回路中產(chǎn)生的熱量是多少? (3)桿運(yùn)動(dòng)前,通過06桿橫截面的電荷量是多少? 【答案與解析】一、選擇題 1.【答案】D 【解析】由題意知:,故,保持不變。 2.【答案】B 【解析】因,則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中,即電動(dòng)勢(shì)E為0;圖乙中為恒量,即電動(dòng)勢(shì)E為一恒定值;圖丙中E前>E后;圖丁中圖象斜率先減后增,即回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減后增,故只有B選項(xiàng)正確。 3.【答案】C 【解析】回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩板間的電壓, 。 電容器的電荷量為q=CU=CE=3010-6210-4 C=610-9C,C選項(xiàng)正確。 4.【答案】B 【解析】在四個(gè)圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等,線框中感應(yīng)電流大小也相等。設(shè)電流為,,線框每邊電阻為r,則在A、C、D項(xiàng)中ab邊均是電源的負(fù)載,故Uab=Ir,而在B項(xiàng)中ab是電源,璣。為路端電壓,外電阻為3r,即Uab=3Ir。因此答案應(yīng)選B。 5.【答案】A 【解析】由圖乙可知,第2 s內(nèi)為定值,由知,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值,所以感應(yīng)電流大小恒定。第2 S內(nèi)磁場(chǎng)方向向外,穿過線圈的磁通量減少,由楞次定律判斷知感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向,A項(xiàng)正確。 6.【答案】C 【解析】。 7.【答案】A 【解析】,所以。 8.【答案】D 【解析】金屬塊在進(jìn)入磁場(chǎng)或離開磁場(chǎng)的過程中,穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生電流,進(jìn)而產(chǎn)生熱量。最后,金屬塊在高為a的曲面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。減少的機(jī)械能為。 二、填空題 9.【答案】1∶1 1∶2 【解析】A、B兩環(huán)中磁通量變化率相同,線圈匝數(shù)相同,由可得EA∶EB=1∶1,又因?yàn)椋蔙A∶RB=2∶1,所以IA∶I1=1∶2。 10.【答案】 【解析】導(dǎo)體在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線本身與磁場(chǎng)不垂直,應(yīng)考慮切割磁感線的有效長(zhǎng)度。 導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為, 據(jù)知,電動(dòng)勢(shì)。 三、解答題 11.【答案】2 mgh 【解析】從線框開始進(jìn)入磁場(chǎng)到線框剛好離開磁場(chǎng)的過程中,線框勻速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,由能量守恒關(guān)系可知,重力勢(shì)能的減少量等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,即Q=2 mgh。 12.【答案】 【解析】OC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為,電路中電流,R兩端電壓,外力功率等于電路的熱功率。 13.【答案】(1)5 s (2)0.16 J (3)2 C 【解析】由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率是恒定的,所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均是不變的,但由于桿ab所受安培力是隨B的增大而均勻增大的,當(dāng)安培力增大到F=2fm時(shí),ab桿將開始運(yùn)動(dòng)。 (1)由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)為,回路中的電流為。 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,ab桿開始運(yùn)動(dòng),則t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為,此時(shí)ab桿受到安培力 。 根據(jù)ab桿運(yùn)動(dòng)的條件可列出方程 , 代入數(shù)據(jù)可得:t=5 s。 (2)在t=5 s內(nèi)回路產(chǎn)生的熱量為。 (3)在t=5 s內(nèi)通過ab桿的電荷量為 。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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