2018版高中物理课时作业五电磁感应中的电路及图象问题新人教版选修3_2
文档属性
| 名称 | 2018版高中物理课时作业五电磁感应中的电路及图象问题新人教版选修3_2 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 222.0KB | ||
| 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 | 2018-07-11 16:31:09 | ||
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文档简介
课时作业(五) 电磁感应中的电路及图象问题
一、单项选择题
1．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是( )
解析：在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D项错误．在磁场中运动时，感应电动势E＝Blv，与时间无关，保持不变，故A选项正确．
答案：A
2．如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb( )
A．恒为
B．从0均匀变化到
C．恒为－
D．从0均匀变化到－
解析：由楞次定律可知，在磁感应强度由B1均匀增大到B2的过程中，φb>φa，所以φa－φb<0；由法拉第电磁感应定律可知，线圈两端a、b之间电势差Uab＝E＝n＝－n；综上可知，选项C正确，选项A、B、D错误．
答案：C
3．磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，则在0～2 s内线圈中感应电流的大小和方向为( )
A．逐渐增大，逆时针
B．逐渐减小，顺时针
C．大小不变，顺时针
D．大小不变，先顺时针后逆时针
解析：因为B－t图象的斜率不变，所以感应电流恒定．根据楞次定律判断电流方向顺时针．
答案：C
4．(开封高二检测)如图所示，将两块水平放置的金属板用导线与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，两板间有一带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场的磁感应强度B随时间t变化的图象是( )
解析：带正电油滴处于静止，说明感应电动势恒定，在正对金属板之间产生的电场为恒定的匀强电场，电场力与重力平衡．即电场力向上，说明上极板为感应电动势的负极，根据电流在电源内部从负极流向正极可以判断感应电流是自上而下的方向，右手判断感应电流的磁场是竖直向上的，根据楞次定律感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，说明原磁场在减小，根据感应电动势恒定，判断原磁场在均匀减小，C对．
答案：C
二、多项选择题
5．如图甲所示，一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流I的正方向．线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图乙所示，则磁感应强度B随时间变化的图线可能是( )
答案：CD
6．(河北唐山统考)如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是( )
A．在0～3 s内导线圈中产生的感应电流方向不变
B．在t＝2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 V
C．在0～2 s内通过导线横截面的电荷量为20 C
D．在t＝1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W
解析：在0～2 s内，磁感应强度变化率为＝1 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1＝nS＝100×0.12×1 V＝1 V；在2～3 s内，磁感应强度变化率为＝2 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2＝nS＝100×0.12×2 V＝2 V．在0～2 s内穿过线圈的磁通量增加，在2～3 s内穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知在0～3 s内线圈中产生的感应电流方向发生了变化，选项A错误．在t＝2.5 s时，产生的感应电动势为E2＝2 V，选项B错误．在0～2 s内，感应电流I＝＝10 A，通过导线横截面的电荷量为q＝IΔt＝20 C，选项C正确．在t＝1 s时，导线圈内感应电流的瞬时功率P＝UI＝I2R＝102×0.1 W＝10 W，选项D正确．
答案：CD
三、非选择题
7．如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5 m．右端接一阻值为4 Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化．CF长为2 m．在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变．已知ab金属棒电阻为1 Ω，求：
(1)通过小灯泡的电流；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量．
解析：(1)金属棒未进入磁场时，电路总电阻R总＝RL＋Rab＝5 Ω
回路中感应电动势为：E1＝＝S＝0.5 V
灯泡中的电流强度为：IL＝＝0.1 A
(2)因灯泡亮度不变，故在t＝4 s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I＝IL＝0.1 A
恒力大小：F＝FA＝BId＝0.1 N
(3)因灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为：E2＝E1＝0.5 V
金属棒在磁场中的速度：v＝＝0.5 m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a＝＝0.125 m/s2
故金属棒的质量为：m＝＝0.8 kg
答案：(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg
一、单项选择题
1．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是( )
解析：在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D项错误．在磁场中运动时，感应电动势E＝Blv，与时间无关，保持不变，故A选项正确．
答案：A
2．如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb( )
A．恒为
B．从0均匀变化到
C．恒为－
D．从0均匀变化到－
解析：由楞次定律可知，在磁感应强度由B1均匀增大到B2的过程中，φb>φa，所以φa－φb<0；由法拉第电磁感应定律可知，线圈两端a、b之间电势差Uab＝E＝n＝－n；综上可知，选项C正确，选项A、B、D错误．
答案：C
3．磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，则在0～2 s内线圈中感应电流的大小和方向为( )
A．逐渐增大，逆时针
B．逐渐减小，顺时针
C．大小不变，顺时针
D．大小不变，先顺时针后逆时针
解析：因为B－t图象的斜率不变，所以感应电流恒定．根据楞次定律判断电流方向顺时针．
答案：C
4．(开封高二检测)如图所示，将两块水平放置的金属板用导线与一线圈连接，线圈中存在方向竖直向上、大小变化的磁场，两板间有一带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场的磁感应强度B随时间t变化的图象是( )
解析：带正电油滴处于静止，说明感应电动势恒定，在正对金属板之间产生的电场为恒定的匀强电场，电场力与重力平衡．即电场力向上，说明上极板为感应电动势的负极，根据电流在电源内部从负极流向正极可以判断感应电流是自上而下的方向，右手判断感应电流的磁场是竖直向上的，根据楞次定律感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，说明原磁场在减小，根据感应电动势恒定，判断原磁场在均匀减小，C对．
答案：C
二、多项选择题
5．如图甲所示，一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流I的正方向．线圈及线圈中感应电流I随时间变化的图线如图乙所示，则磁感应强度B随时间变化的图线可能是( )
答案：CD
6．(河北唐山统考)如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是( )
A．在0～3 s内导线圈中产生的感应电流方向不变
B．在t＝2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 V
C．在0～2 s内通过导线横截面的电荷量为20 C
D．在t＝1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W
解析：在0～2 s内，磁感应强度变化率为＝1 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1＝nS＝100×0.12×1 V＝1 V；在2～3 s内，磁感应强度变化率为＝2 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2＝nS＝100×0.12×2 V＝2 V．在0～2 s内穿过线圈的磁通量增加，在2～3 s内穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知在0～3 s内线圈中产生的感应电流方向发生了变化，选项A错误．在t＝2.5 s时，产生的感应电动势为E2＝2 V，选项B错误．在0～2 s内，感应电流I＝＝10 A，通过导线横截面的电荷量为q＝IΔt＝20 C，选项C正确．在t＝1 s时，导线圈内感应电流的瞬时功率P＝UI＝I2R＝102×0.1 W＝10 W，选项D正确．
答案：CD
三、非选择题
7．如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5 m．右端接一阻值为4 Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化．CF长为2 m．在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变．已知ab金属棒电阻为1 Ω，求：
(1)通过小灯泡的电流；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量．
解析：(1)金属棒未进入磁场时，电路总电阻R总＝RL＋Rab＝5 Ω
回路中感应电动势为：E1＝＝S＝0.5 V
灯泡中的电流强度为：IL＝＝0.1 A
(2)因灯泡亮度不变，故在t＝4 s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I＝IL＝0.1 A
恒力大小：F＝FA＝BId＝0.1 N
(3)因灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为：E2＝E1＝0.5 V
金属棒在磁场中的速度：v＝＝0.5 m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a＝＝0.125 m/s2
故金属棒的质量为：m＝＝0.8 kg
答案：(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg