【成才之路】2013-2014学年高中物理(人教,选修3-2)4-4 法拉第电磁感应定律(课件+课后强化作业,2份)

文档属性

名称 【成才之路】2013-2014学年高中物理(人教,选修3-2)4-4 法拉第电磁感应定律(课件+课后强化作业,2份)
格式 zip
文件大小 5.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2014-03-21 19:20:05

文档简介


基础夯实
1.(2013·泰安高二检测)关于感应电动势的大小,下列说法正确的是(  )
A.穿过线圈的磁通量Φ越大,所产生的感应电动势就越大
B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大,所产生的感应电动势就越大
C.穿过线圈的磁通量的变化率越大,所产生的感应电动势就越大
D.穿过线圈的磁通量Φ等于0,所产生的感应电动势就一定为0
答案:C
解析:根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系。当磁通量Φ很大时,感应电动势可能很小,甚至为0;当磁通量Φ等于0时,其变化率可能很大,产生的感应电动势可能很大。只有选项C正确。
2.如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是(  )
A.乙和丁       B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙
答案:B
3.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是(  )
A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C.图丙中回路在0~t0时间内产生的感应电动势大于t0~2t0时间内产生的感应电动势
D.图丁回路产生的感应电动势可能恒定不变
答案:C
解析: 根据E=n可知:图甲中E=0,A错;图乙中E为恒量,B错;图丙中0~t0时间内的E1大于t0~2t0时间内的E2,C正确;图丁中E 为变量,D错。
4.(2013·潍坊六校高二联考)
一无限长直导体薄板宽为l,板面与z轴垂直,板的长度方向沿y轴,板的两侧与一个电压表相接,如图所示,整个系统放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向沿z轴正方向。如果电压表与导体薄板均以速度v向y轴正方向移动,则电压表指示的电压值为(  )
A.0    BBlv   
C.BLv    D.2Blv
答案:A
解析:整个导体薄板在切割磁感线,相当于长为l的导线在切割磁感线,而连接电压表的导线也在切割磁感线,它们是并联关系,整个回路中磁通量恒为零,所以电压表测得的数值为0。
5.如图甲所示,回路中有一个C=60μF的电容器,已知回路的面积为1.0×10-2m2,垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示,求:
(1)t=5s时,回路中的感应电动势;
(2)电容器上的电荷量。
答案:(1)0.67×10-2V (2)4×10-7C
解析:(1)由题图可知:在前6s内=T/s,E==S=0.67×10-2V
(2)电容器的电量Q=CE,Q=4×10-7C
6.
如图所示,水平放置的平行金属导轨相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面。导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ab棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)ab棒中哪端电势高;
(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。
答案:(1)0.80V (2)4.0A (3)a端高 (4)0.8N
解析:这是一个导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题。感应电动势的大小可由公式E=Blv求出;感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出;匀速运动时,水平外力的大小应该与安培力的大小相等。
(1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势为
E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.80V
(2)感应电流的大小为
I==A=4.0A
(3)ab相当于电源,根据右手定则知,a端电势高
(4)ab棒受安培力F=BIl=0.40×4.0×0.50N=0.8N
由于ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动,故外力的大小也为0.8N。
能力提升
1.如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时(  )
A.穿过回路的磁通量为零
B.回路中感应电动势大小为2Blv0
C.回路中感应电流的方向为顺时针方向
D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同
答案:ABD
解析:穿过闭合回路的磁通量Φ=0,故选项A正确;回路中的感应电动势为ab、cd两边产生电动势之和E=Blabv0+Blcdv0=2Blv0,故选项B正确;由右手定则可知感应电流的方向为逆时针方向,故选项C错误;由左手定则可知ab边与cd边所受的安培力方向均向左,故选项D正确.
2.
(2013·哈尔滨第十二中学高二检测)一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为L,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,如图所示则(  )
A.ε=πfL2B,且a点电势低于b点电势
B.ε=2πfL2B,且a点电势低于b点电势
C.ε=πfL2B,且a点电势高于b点电势
D.ε=2πfL2B,且a点电势高于b点电势
答案:A
解析:对于螺旋桨叶片ab,其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度,螺旋桨上不同的点线速度不同,但满足v′=ωR,可求其等效切割速度v=ωL/2=πfL,运用法拉第电磁感应定律E=BLv=πfL2B。由右手定则判断电流的方向为由a指向b,在电源内部电流由低电势流向高电势,故选项A正确。
3.如图甲所示线圈的匝数n=100匝,横截面积S=50cm2,线圈总电阻r=10Ω,沿轴向有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在开始的0.1s内(  )
A.磁通量的变化量为0.25Wb
B.磁通量的变化率为2.5×10-2Wb/s
C.a、b间电压为0
D.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25A
答案:BD
解析:通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关,若设Φ2=B2S为正,则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ=B2S-(-B1S),代入数据即ΔΦ=(0.1+0.4)×50×10-4Wb=2.5×10-3Wb,A错;磁通量的变化率=Wb/s=2.5×10-2Wb/s,B正确;根据法拉第电磁感应定律可知,当a、b间断开时,其间电压等于线圈产生的感应电动势,感应电动势大小为E=n=2.5V且恒定,C错;在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路,回路总电阻即为线圈的总电阻,故感应电流大小I==0.25A,D项正确。
4.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型,并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为(  )
A. B.
C.0 D.
答案:B
解析:通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关,与时间等其他量无关,因此,ΔΦ=Bπr2-2×Bπ2=Bπr2,电荷量q==。
5.(2013·青岛高二检测)下图各情况中,电阻R=0.1Ω,运动导线的长度都为l=0.05m,做匀速运动的速度都为v=10m/s。除电阻R外,其余各部分电阻均不计。匀强磁场的磁感应强度均匀B=0.3T。试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向。
答案:图(a);0,图(b):3A,方向沿顺时针;图(c):通过每个电阻的电流分别为0.15A,方向自上而下;图(d):通过移动电阻的电流为1A,方向自下而上,通过两个固定电阻的电流分别为0.5A,方向自上而下
解析:每根导线产生的感应电动势大小为E=Blv=0.3×0.05×10V=0.15V。
在图(a)中,两个电动势的方向相反,故总电动势为零,电流为零。
在图(b)中,两个电动势的方向相同,故总电动势为E总=2E=0.3V,电流大小为I==A=3A,方向沿着顺时针。
图(c)中,两个电阻R并联,总电流为I==A=3A,通过每个电阻的电流为0.15A,方向自上而下。
图(d)中,两个电阻R并联,电流为I==A=1A,通过移动导线的电流为1A、方向自下而上;通过 两个固定电阻的电流分别为0.5A,方向自上而下。
6.如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求0至t1时间内:
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
答案:(1) 方向为由b到a (2) 
解析:(1)根据楞次定律可知,通过R1的电流方向为由b到a
根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势为
E=n=
根据欧姆定律得通过R1的电流为I==
(2)通过R1的电量q=It1=
热量Q=I2R1t1=
课件80张PPT。成才之路·物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3-2 课堂情景切入 方法警示探究 知识自主梳理 重点难点突破 考点题型设计课后强化作业 知识体系构建