2021-2022版高中物理-第四章-电磁感应-5-电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2.doc
《2021-2022版高中物理-第四章-电磁感应-5-电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021-2022版高中物理-第四章-电磁感应-5-电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2.doc(12页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
2021-2022版高中物理 第四章 电磁感应 5 电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2 2021-2022版高中物理 第四章 电磁感应 5 电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2 年级: 姓名: - 12 - 电磁感应现象的两类情况 (25分钟·60分) 一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分) 1.一段导线在磁场中做切割磁感线运动,下面说法正确的是( ) A.导体中一定有感应电动势 B.导体中一定有感应电流 C.导体一定受到与运动方向相反的磁场作用力 D.导体一定受到与运动方向相同的磁场作用力 【解析】选A。导线在磁场中做切割磁感线运动,就能产生感应电动势,但是如果电路不闭合,就不会有感应电流。导体受到的力不一定与运动方向相反。故选A。 2.如图所示,一宽为40 cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为 20 cm的正方形线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20 cm/s通过磁场区域。在运动过程中,线框有一边始终与磁场边界平行,取它刚进入磁场的时刻t=0,在下列图线中,正确反映电流强度随时间变化规律的是( ) 【解析】选C。在0~1 s内,线框进入磁场区域,穿过线框的磁通量垂直纸面向里且大小增加,根据楞次定律,线框中产生逆时针方向的感应电流阻碍磁通量的增加,此时感应电流为i=,在1~2 s内,整个线框在匀强磁场中运动,穿过线框的磁通量不变,线框中不产生感应电流;在2~3 s内,线框出磁场,穿过线框的磁通量垂直纸面向里且大小减小,根据楞次定律,线框中产生顺时针方向的感应电流阻碍磁通量的变化,此时感应电流为i=,综上所述,A、B、D错误,C正确。故选C。 【加固训练】 如图所示,正方形导体闭合线框和有理想边界的匀强磁场都在光滑水平面上,线框在外力F的作用下能够以不变的速度v匀速通过磁场区域,已知线框边长为l,总电阻为R,磁场两条边界间的距离为d(d<l)。下列说法正确的是( ) A.线框bc边刚进入磁场时感应电流为bcdab方向 B.线框进出磁场的整个过程中外力F总等于 C.线框进出磁场的整个过程产生的热量为 D.线框进出磁场的整个过程安培力做功的平均功率是 【解析】选D。bc边刚进入磁场时由楞次定律可知,产生的感应电流方向为badcb,故A错误;因l>d,线框匀速通过磁场全过程中有一段时间,磁通量不变,没有感应电流产生,也就不存在安培力,这时不需要外力,故B错误;根据功能关系,在整个过程中电阻产生的热量等于安培力做的功,即Q=Bl··2d=,故C错误;线框进出磁场所需时间为t=,平均功率是=,故D正确。 3.如图所示,用电阻为0.1 Ω的金属丝围成一个半径为0.3 m的扇形闭合线框,该线框绕垂直于纸面的O轴以100 rad/s的角速度匀速转动,O轴位于方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为0. 2 T的匀强磁场边界上。则线框进入磁场过程中的电功率为( ) A.8.1 W B.9 W C.30 W D.90 W 【解析】选A。线框转动过程中半径切割磁感线产生的感应电动势为E=Brv= Br·ωr=Br2ω=×0.2×0.32×100 V=0.9 V,线框进入磁场过程中的电功率为:P==W=8.1 W,故选A。 4.在匀强磁场中,有一个接有电容器的导线回路。如图所示,已知电容C=30 μF,回路的长和宽分别为l1=8 cm,l2=5 cm,磁感应强度的变化率为5×10-2 T/s,若磁感应强度向里均匀增大,则( ) A.电容器的上极板带正电,电荷量为2×10-9 C B.电容器的上极板带负电,电荷量为6×10-9 C C.电容器的上极板带正电,电荷量为6×10-9 C D.电容器的上极板带负电,电荷量为8×10-9 C 【解析】选C。回路中的感应电动势等于电容器两极板间的电压,U=E= ==5×10-2×0.05×0.08 V=2×10-4 V,则电容器的电荷量q=CU=30×10-6×2×10-4 C=6×10-9 C,由楞次定律可判断回路中感应电动势沿逆时针方向,电容器的上极板带正电,C选项正确。 5.一直升飞机停在南半球的某地上空,该处地磁场有竖直方向的分量,其分量大小为B,直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,从上往下的方向看螺旋桨,螺旋桨以顺时针方向转动,螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示,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,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 【解析】选C。从上往下看螺旋桨,螺旋桨以顺时针方向转动,叶片切割磁感线,根据右手定则,a点电势高于b点电势,设b端速度为v,则v=lω=2πlf,所以电动势为E=Blv=Bl×2πfl=πfl2B,故C正确。 【加固训练】如图所示,质量为m的金属环用细线悬挂起来,金属环有一半处于水平且垂直环面向里的匀强磁场中,从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,下列说法中正确的是( ) A.金属环中始终有逆时针方向的电流 B.金属环中的电流逐渐增大 C.细线对圆环的拉力大于环重力mg,并逐渐减小 D.细线对圆环的拉力保持恒定 【解析】选C。磁感应强度均匀减小,穿过回路的磁通量均匀减小,由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针,故A错误;穿过回路的磁通量均匀减小,根据法拉第电磁感应定律得知,回路中产生恒定的电动势,感应电流也恒定不变,故B错误;再由左手定则可得,安培力的合力方向竖直向下,金属环所受的安培力F=BIL,可知安培力F均匀减小,且方向向下,金属环始终保持静止,则拉力大于重力,因为磁感应强度均匀减小,所以拉力的大小也逐渐减小,故C正确,D错误。 6.如图所示,线圈abcd固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。当磁场的磁感应强度B随时间t变化时,该磁场对ab边的安培力大小恒定。下列描述B随t变化的图象中,可能正确的是( ) 【解析】选B。磁场对ab边的安培力大小F=BIL,若磁场的磁感应强度B随时间t增大,则电流I必是逐渐减小,根据法拉第电磁感应定律可知,磁感应强度B随时间t的变化率必须逐渐减小,所以选项B正确,A、D错误;若磁场的磁感应强度B逐渐减小,则电流I必须随时间t增大,根据法拉第电磁感应定律,磁感应强度B随时间t的变化率必须逐渐增大,所以选项C错误。 【加固训练】如图所示,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度为B。正方形金属框abcd可绕光滑轴OO′转动,边长为L,总电阻为R,ab边质量为m,其他三边质量不计,现将abcd拉至水平位置,并由静止释放,经时间t到达竖直位置,ab边的速度大小为v,则在金属框内产生热量大小等于 ( ) A. B. C.mgL- D.mgL+ 【解析】选C。金属框绕光滑轴转下的过程中机械能有损失但能量守恒,损失的机械能为mgL-,故产生的热量为mgL-,C正确。 二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 7.(12分)如图所示,有一宽L=0.4 m的矩形金属框架水平放置,右端接一个阻值R=2 Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1 T。金属杆ab质量m=0.1 kg,电阻r=1 Ω,杆与框架接触良好,且与框架间的摩擦力不计。当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动,速度大小为v=3 m/s。求: (1)金属杆上的感应电动势的大小。 (2)金属杆两端的电势差。 (3) 水平恒定拉力F的大小。 【解析】(1)金属杆垂直切割磁感线,产生的感应电动势大小为:E=BLv=1×0.4×3 V=1.2 V (2)金属杆ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得金属杆ab上感应电流为:I==A=0.4A 金属杆两端的电势差:Uab=E-Ir=1.2 V-0.4×1 V=0.8 V; (3)金属杆受到的安培力:FA=BIL=1×0.4×0.4 N=0.16 N; 则拉力为:F=FA=0.16 N。 答案:(1)1.2 V (2)0.8 V (3)0.16 N 8.(12分)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MM′、NN′固定在竖直平面内,导轨间距为L,下端连接阻值为4r的定值电阻,导轨电阻不计。整个装置处在匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直导轨平面向里。一质量为m的金属棒ab接入回路的电阻为r,在大小为3mg、方向竖直向上的拉力作用下开始运动。金属棒始终保持水平且与导轨接触良好,重力加速度为g,求: (1)金属棒所能达到的最大速度vm的大小; (2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h,此时已达到最大速度,这一过程中金属棒上产生的焦耳热Qr。 【解析】(1)速度最大时受力平衡,根据平衡条件可得F=mg+BIL,其中拉力F=3mg,导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLvm,根据闭合电路的欧姆定律可得I=,联立解得vm= (2)金属棒从静止开始沿导轨上滑h的过程中克服安培力做的功为WA,根据动能定理可得 Fh-mgh-WA=m 得WA=2mgh- 根据功能关系可得产生的总的焦耳热为 Q=WA 根据焦耳定律可得这一过程中金属棒上产生的焦耳热 Qr=Q=mgh- 答案:(1) (2) mgh- 【加固训练】如图所示,两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,间距为d。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,导轨与外接电源相连,使金属棒通有电流。金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑,金属棒中的电流始终保持恒定,重力加速度为g。求下滑到底端的过程中,金属棒: (1)末速度的大小v。 (2)通过的电流大小I。 (3)通过的电荷量Q。 【解析】(1)金属棒做匀加速直线运动,有v2=2as,解得v=。 (2)安培力F安=IdB,金属棒所受合力F=mgsinθ-F安 由牛顿第二定律F=ma 解得I= (3)运动时间t=,电荷量Q=It 解得Q= 答案:(1) (2) (3) (15分钟·40分) 9.(6分)(多选)轻质刚性绝缘细线吊着一质量为m=0.41 kg、边长L=1.0 m、匝数n=10的正方形线圈,且线圈上下边保持水平,其总电阻为R=1.0 Ω。线圈的下半部分分布着与线圈面垂直的有界磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。重力加速度取10 m/s2,则下列判断正确的是( ) A.线圈中的感应电流大小为1.0A B.线圈的电功率为0.25W C.t=0时轻质细线的拉力大小为4.0N D.0~6 s内通过导线横截面的电荷量为3.0 C 【解析】选B、D。根据图象可知线圈中产生的感应电动势大小为E=n =n·S=10×××12 V=0.5V,电流I==A=0.5 A,A错误;线圈的电功率P=I2R=0.52×1 W=0.25 W,B正确;对线框受力分析可知mg=nB0IL+T,解得T=mg-nB0IL=0.41×10 N-10×0.2×0.5×1 N=3.1 N,C错误;0~6 s内通过线圈的电荷量q=·Δt=·Δt=n=10×C=3 C,D正确。故选B、D。 10.(6分)(多选)如图所示,闭合金属环从高为h的曲面左侧自由滚下,又滚上曲面的右侧。环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场,环在运动中摩擦阻力不计(下部分磁场B大)( ) A.环滚上的高度小于h B.环滚上的高度等于h C.运动中环内无电流 D.运动中安培力一定对环做负功 【解析】选A、D。闭合金属圆环在非匀强磁场中运动时,磁通量在变化,环内感应电流产生,机械能一部分转化为电能,所以环滚上曲面右侧的高度小于h。故A正确,B、C错误;在运动过程中,安培力阻碍导体相对磁场运动,总是阻力,一定做负功。故D正确。 11.(6分)(多选)如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在区域处有竖直向下的匀强磁场。金属棒ab横跨导轨,它在外力作用下向右匀速运动。当速度由v变为2v时(除R外其余电阻不计,导轨光滑),那么 ( ) A.作用在ab上的外力应增加到原来的4倍 B.感应电动势将增加为原来的2倍 C.感应电流的功率将增加为原来的4倍 D.外力的功率将增加为原来的2倍 【解析】选B、C。金属棒产生的感应电动势为E=BLv,感应电流I==,金属棒受到的安培力为F安=BIL=,因为金属棒匀速运动,由平衡条件得,外力为F= F安=,综上所述可知,作用在ab上的外力应增加到原来的2倍,感应电动势将增加为原来的2倍,故A错误,B正确;根据功能关系可知,外力的功率等于感应电流的功率P=I2R=,则感应电流的功率以及外力的功率将增大到原来的4倍,故C正确,D错误。故选B、C。 【加固训练】(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则 ( ) A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F= D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 【解析】选A、C。金属棒刚释放时,弹簧处于原长,弹力为零,又因此时速度为零,没有感应电流,金属棒不受安培力作用,金属棒只受到重力作用,其加速度应等于重力加速度,故A正确;金属棒向下运动时,由右手定则可知,在金属棒上电流方向向右,流过电阻R的电流方向为b→a,故B错误;金属棒速度为v时,安培力大小为F=BIL,I=,由以上两式得:F=,故C正确;金属棒下落过程中,由能量守恒定律知,金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能(速度不为零时)以及电阻R上产生的热量,故D错误。 12.(22分)(2020·江苏高考)如图所示,电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m,bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为0.5 T。在水平拉力作用下,线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中 (1)感应电动势的大小E; (2)所受拉力的大小F; (3)感应电流产生的热量Q。 【解析】(1)由题意可知,当线圈切割磁感线时产生的电动势为E=BLv=0.5×0.2×8V=0.8V (2)因为线圈匀速运动故所受拉力等于安培力,有 F=F安=BIL 根据闭合电路欧姆定律有I= 结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8 N。 (3)线圈穿过磁场所用的时间为 t==s=0.05 s 故线圈穿越过程产生的热量为 Q=I2Rt=t=×0.05 J=0.32 J 答案:(1)0.8 V (2)0.8 N (3)0.32 J 【总结提升】焦耳热的计算技巧 (1)电路中感应电流恒定,则电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功,即Q=I2Rt。 (2)电路中感应电流变化,可用以下方法分析: ①利用动能定理,根据产生的焦耳热等于克服安培力做的功,即Q=W安。 ②利用能量守恒,即感应电流产生的焦耳热等于电磁感应现象中其他形式能量的减少,即Q=ΔE其他。- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021 2022 高中物理 第四 电磁感应 现象 情况 课时 练习 新人 选修
咨信网温馨提示:
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
关于本文
本文标题:2021-2022版高中物理-第四章-电磁感应-5-电磁感应现象的两类情况课时练习新人教版选修3-2.doc
链接地址:https://www.zixin.com.cn/doc/2321042.html
链接地址:https://www.zixin.com.cn/doc/2321042.html