－人教版選修11 3.2 法拉第電磁感應(yīng)定律 作業(yè).doc

第二節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律 作業(yè)一、 選擇題1.關(guān)于電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說法中正確的是（ ）a.穿過電路的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大b.電路中磁通量的改變量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大c.電路中磁通量改變?cè)娇?，感?yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大d.若電路中某時(shí)刻磁通量為零，則該時(shí)刻感應(yīng)電流一定為零2.如圖3-2-1所示，將條形磁鐵從相同的高度分別以速度v和2v插入線圈，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度較大的是（ ）圖3-2-1a.以速度v插入 b.以速度2v插入c.一樣大d.無法確定3.當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，則（ ）a.線圈中一定有感應(yīng)電流b.線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)c.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的電阻無關(guān)d.磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大4.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是（ ）a.穿過線圈的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也一定為零b.穿過線圈的磁通量均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也均勻變化c.穿過線圈的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大d.穿過線圈的磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大5.穿過一個(gè)電阻為1 的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2 wb，則（ ）a.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2 vb.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2 vc.線圈中感應(yīng)電流一定是每秒減少2 ad.以上說法均不正確6.如圖3-2-2所示，閉合開關(guān)s，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且兩次的起始和終止位置相同，則（ ）圖3-2-2a.第一次磁通量變化較大b.第一次的最大偏角較大c.第一次經(jīng)過的總電荷量較多d.若斷開s，不偏轉(zhuǎn)，故無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)7.穿過一個(gè)電阻為1 的單匝線圈的磁通量發(fā)生變化：在t1時(shí)間內(nèi)是每秒均勻地減小2 wb，在t2時(shí)間內(nèi)是每秒均勻地增大2 wb.則（ ）a.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t2時(shí)間內(nèi)比在t1時(shí)間內(nèi)大2 vb.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t1時(shí)間內(nèi)和在t2時(shí)間內(nèi)一定都大于2 vc.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在t1時(shí)間內(nèi)和在t2時(shí)間內(nèi)一定都是2 a，只是方向相反d.以上選項(xiàng)都不對(duì)8.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖3-2-3所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間是（ ）圖3-2-3a.0 s2 sb.2 s4 sc.4 s6 sd.6 s10 s9.如圖3-2-4所示，用力將矩形線圈abcd勻速拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說法中正確的是（ ）圖3-2-4a.速度越大，線框中的電流越大b.速度越小，線框中的電流越大c.無論速度大小如何，產(chǎn)生的電流相同d.無法確定10.如圖3-2-5所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個(gè)過程中棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是（ ）圖3-2-5a.越來越大b.越來越小c.保持不變d.無法判斷11.如圖3-2-6所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的關(guān)系可用圖象表示，則（ ）圖3-2-6a.在t=0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大b.在t=110-2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大c.在t=210-2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零d.在0210-2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零12.如圖3-2-7所示，在pq、qr區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面.一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界p重合.導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示.從t=0時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以abcdef為線框中的電動(dòng)勢(shì)e的正方向，以下四個(gè)e-t關(guān)系示意圖中正確的 是（ ）圖3-2-7圖3-2-8二、計(jì)算題（本題共5小題，共52分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.（10分）如圖3-2-9所示，在光滑絕緣的水平桌面上有n 匝半徑為r的金屬線圈，線圈電阻為r，求：（1）如果垂直于線圈的磁場(chǎng)以b/t=k均勻變化時(shí)， 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？通過線圈的電流為多少？圖3-2-9（2）如果磁場(chǎng)與圓環(huán)夾角為，且磁場(chǎng)仍以 b/t=k變化，則圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和形成的電流分別為多少？14.（10分）如圖3-2-10（a）所示的螺線管，匝數(shù)n=1 500匝，橫截面積s=20 cm2，電阻r=1.5 ，與螺線管串聯(lián)的外電阻r1=3.5 ，r2=25 ，方向向右、穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖3-2-10（b）所示規(guī)律變化，試計(jì)算電阻r2的電功率和a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)（設(shè)c點(diǎn)電勢(shì)為零）.o圖3-2-10 15.（10分）如圖3-2-11所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距 l=0.50 m，左端接一電阻r=0.20 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.40 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：圖3-2-11（1）ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）回路中感應(yīng)電流的大?。唬?）維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力f的大小.16.（10分）如圖3-2-12所示，置于水平面上兩根平行導(dǎo)軌間距離為d=0.5 m，金屬細(xì)桿ab置于導(dǎo)軌一端；跨在兩導(dǎo)軌之間，它與每根導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為fmax=0.2 n，導(dǎo)軌另一端用直導(dǎo)線相連，形成一個(gè)恰是矩形的回路.導(dǎo)軌長(zhǎng)l=0.8 m，電阻不計(jì)，桿ab的電阻r=0.2 ，整個(gè)裝置置于磁場(chǎng)方向豎直向下的勻強(qiáng)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： 圖3-2-12（1）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間后，ab桿開始運(yùn)動(dòng)？（2）ab桿運(yùn)動(dòng)前回路中產(chǎn)生的熱量是多少？17.（12分）圖3-2-13中mn和pq為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距為0.40 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度b為0.50 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直.質(zhì)量m為6.010-3 kg、電阻為1.0 的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸.導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器r2和阻值為3.0 的電阻r1.當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率p為0.27 w，重力加速度取10 m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值r2.圖3-2-13第二節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律 參考答案一、 選擇題1.c 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁通量的變化率，c項(xiàng)中磁通量變化越快，則磁通量的變化率越大，故c選項(xiàng)正確，a、b選項(xiàng)錯(cuò)誤.某時(shí)刻的磁通量為零，但該時(shí)刻磁通量的變化率不一定為零，所以感應(yīng)電流也就不一定為零，d選項(xiàng)錯(cuò)誤，故選c.點(diǎn)評(píng)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁通量的變化率成正比，不能與磁通量、磁通量的改變量混為一談，磁通量為零時(shí)，其變化率不一定為零.2.b 解析：磁鐵從相同的高度插入，速度越大，磁通量的變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度就越大.3.bc4.d5.b 解析：磁通量均勻地減少，說明磁通量是變化的，線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且磁通量在相同的時(shí)間內(nèi)變化相同，即磁通量的變化率為一常數(shù).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)大小不變.點(diǎn)評(píng)：磁通量的變化率即為單位時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化量，磁通量均勻變化，也就是磁通量的變化率恒定.6.b 解析：由于兩次條形磁鐵插入線圈的起始和終止位置相同，因此磁通量的變化=2-1相同，故a錯(cuò).根據(jù)e=nt可知，第一次磁通量變化較快，所以感應(yīng)電流也較大，故b正確.通過的電荷量q=it=ert=rtt=r，故兩次通過的電荷量相同，c不對(duì). 若s斷開，雖然電路不閉合，沒有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍存在，所以d不對(duì).7.c 解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律e=t=2 v，則i=er=2 a.8.c 解析：t 越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大.9.a 解析：在線圈的電阻一定的情況下，產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小成正比，線圈運(yùn)動(dòng)的速度越大，穿過線圈的磁通量的變化就越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.10.c 解析：金屬棒水平拋出后，在垂直于磁場(chǎng)方向上的速度不變，由e=blv知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故c正確.11.bc 解析：t=0和t=210-2 s時(shí)刻最大，但磁通量的變化率 t =0，故e=0.12.c 解析：開始時(shí)bc邊切割磁感線，由右手定則可判斷電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，故d項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)ed邊也進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ed與bc邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互抵消，回路中無電流，故a錯(cuò)誤；當(dāng)af邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，bc邊已出磁場(chǎng)，ed與fa邊切割磁感線在回路中都產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，故c對(duì)b錯(cuò).二、 計(jì)算題13.(2)當(dāng)磁場(chǎng)與線圈夾角為 時(shí)，可將磁場(chǎng)b 沿平行于線圈和垂直于