人教版选修3-2课时作业第四章第4节法拉第电磁感应定律

人教版选修3-2课时作业第四章法拉第电磁感应定律
一、选择题
1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是(　　)
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀减少2
Wb,则(　　)
A.线圈中的感应电动势每秒增加2
V
B.线圈中的感应电动势每秒减少2
V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中感应电动势保持不变
3.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,线圈所围面积内的磁通量随时间变化的规律如图所示,则(　　)
A.0时刻线圈中感应电动势最大
B.D时刻线圈中感应电动势最大
C.D时刻线圈中感应电动势为零
D.0到D时间内线圈中的平均感应电动势为0.4
V
4.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(　　)
　　　　　
　　　　　
　　　　　
A.
B.
C.
D.
5.(多选)如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2
s,第二次用时0.4
s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则(　　)
A.第一次线圈中的磁通量变化较快
B.第一次电流表G指针的最大偏转角较大
C.第二次电流表G指针的最大偏转角较大
D.若断开S,电流表G的指针均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势
6.如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为R的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则(不计导轨电阻)(　　)
A.通过电阻R的电流方向为P→R→M
B.a、b两点间的电压为BLv
C.a端电势比b端高
D.a端电势比b端低
7.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为E;将此棒弯折,使两段长度相等且相互垂直,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为Ε'。则等于(　　)
A.
B.
C.1
D.
8.如图所示,在“U”形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右匀速运动一段距离后,突然断开开关,并使ab停在金属架上,停止后ab不再受外力作用。现合上开关,则金属棒的运动情况是(　　)
A.向右做初速度为零的匀加速运动
B.在某位置附近来回振动
C.向右做初速度为零的加速运动,后又改做减速运动
D.向右做变加速运动,后改做匀速运动
9.如图所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面向里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,电阻R中的电流为(其他电阻不计)(　　)
A.
B.
C.
D.
10.(多选)如图甲所示,圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场,磁感应强度随时间变化如图乙,则下列说法正确的是(　　)
甲
乙
A.0~1
s内线圈的磁通量不断增大
B.第4
s末的感应电动势为0
C.0~1
s内与2~4
s内的感应电流相等
D.0~1
s内感应电流方向为顺时针
11.(多选)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.图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大
12.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场,如图所示,在移出过程中线框的一边a、b两点间的电势差的绝对值U最大的是(　　)
13.如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2,在先后两种情况下(　　)
A.线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2
B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1
D.通过线圈某横截面的电荷量之比q1∶q2=1∶2
答案
一、选择题
1.C　由法拉第电磁感应定律E=n知,感应电动势的大小与线圈匝数有关,选项A错误;感应电动势正比于,与磁通量的大小无直接关系,选项B错误,C正确;根据楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即“增反减同”,选项D错误。
2.D　由题意知=2
Wb/s,故E==2
V,保持不变。
3.ACD　E=,而恰是Φ-t图线的切线斜率,故切线斜率值越大,感应电动势越大。图中D时刻Φ最大,最小等于零;0时刻Φ为零,而最大;0至D时间内线圈中的平均感应电动势为E===
V=0.4
V。
4.B　由法拉第电磁感应定律可知,在Δt时间内线圈中产生的感应电动势为E=n=n=,选项B正确。
5.AB　磁通量变化相同,第一次时间短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故A正确;感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率大,感应电动势大,产生的感应电流大,故B正确,C错误;断开开关S,电流表指针不偏转,知感应电流为零,但感应电动势不为零,故D错误。
6.C　由右手定则可知,通过电阻R的电流方向为M→R→P,a端电势比b端高,选项A、D错误,C正确;ab产生的电动势为E=BLv,则a、b两点间的电压为Uab=E=BLv,选项B错误。
7.B　由法拉第电磁感应定律知直金属棒运动时产生的感应电动势E=BLv;将此棒弯折,使两段长度相等且互相垂直,放于与磁感应强度相垂直的平面内,并沿夹角平分线的方向以相同的速度v运动时,E'=BLv,则==。因此B对,A、C、D错。
8.D　ab向右运动时,电容器被充电,上极板带正电,断开开关,使ab停在金属架上,再合上开关,电容器通过金属棒放电,放电电流由a到b,所以ab受到的安培力向右,但安培力逐渐减小,最后为零,故D正确。
9.A　金属棒切割磁感线的有效长度是l=,感应电动势E=Blv,R中的电流为I=。联立解得I=,故选项A正确。
10.AD　0~1
s内磁感应强度不断增大,磁通量不断增大,选项A正确。第4
s末磁感应强度为零,但图线斜率不为零,感应电动势不为零,选项B错误。0~1
s内与2~4
s内图线斜率大小不相等,电动势不相等,感应电流不相等,选项C错误。用楞次定律判断,感应电流方向在0~1
s内为顺时针,选项D正确。
11.CD　根据E=n可知,图甲中E=0,A错;图乙中E为恒量,B错;图丙中闭合回路在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,C正确;图丁中闭合回路产生的感应电动势先变小再变大,D正确。
12.B　在四个图中感应电动势的大小相等,线框中感应电流的大小也相等,设电流为I,线框每边的电阻为r。在选项A、C、D中,ab边均是电源的负载,故U=Ir;而在选项B中,ab相当于电源,U为路端电压,外电阻为3r,即U=3Ir。所以选项B正确。
13.C　感应电动势为E=Blv,由于v1=2v2,则感应电动势之比为E1∶E2=2∶1,故A错误;感应电流为I=,由于E1∶E2=2∶1,则感应电流之比为I1∶I2=2∶1,故B错误;线圈穿出磁场的时间为t=,由于v1=2v2,则有t1∶t2=1∶2,产生的焦耳热为Q=I2Rt,则焦耳热之比==×=,故C正确;通过线圈某横截面的电荷量为q=Δt=Δt=Δt==,由于B、S、R都相等,则通过某横截面的电荷量之比为1∶1,故D错误。