2020-2021学年新课标版物理选修3-2-第四章-电磁感应-双基限时练4.docx

双基限时练(三)法拉第电磁感应定律1一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则对导体中产生的感应电动势的说法正确的是()A肯定为0.1 VB可能为零C可能为0.1 V D最大值为0.1 V解析公式EBlvsin中当B、l、v相互垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大，EmBlv0.1 V，故B、C、D选项正确答案BCD2一闭合线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中的感应电流增加一倍，下述方法可行的是()A使线圈匝数增加一倍B使线圈面积增加一倍C使线圈匝数削减一半D使磁感应强度的变化率增大一倍解析依据EnnS求电动势，考虑到当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A选项错误若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，故B选项错误答案D3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方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的确定值最大的是()解析在电磁感应产生感应电流的电路中，有关电势差问题，主要是要弄清楚内外电路问题本题四种状况中都是一条边在切割磁感线，电动势大小是相同的，A中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之一，B中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之三，C中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之一，D中a、b两点间电势差大小也是电动势大小的四分之一，因此选项B正确答案B4如图所示，闭合开关S，将条形磁铁两次插入闭合线圈，第一次用0.2 s，其次次用0.4 s，并且两次的起始和终止位置相同，则()A第一次磁通量变化较大B第一次G的最大偏角较大C第一次经过G的总电荷量较多D若开关S断开，G不偏转，故两次均无感应电动势解析由于两次插入过程条形磁铁的起始位置和终止位置相同，因此磁通量的变化量相同，故选项A错误；依据En可知，第一次磁通量的变化率较大，感应电动势较大，而闭合电路的总电阻相同，故第一次G的最大偏转角度较大，选项B正确；通过G的电荷量qItt，即两次通过G的电荷量相等，选项C错误，若S断开，电路中无电流，但仍存在感应电动势，选项D错误答案B5如图所示，长为L的金属导线弯成一个圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面对里，磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，t0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板()A不带电 B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是 D带负电，电荷量是解析磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得ESkS，而S，经时间t电容器极板P所带电荷量QECC，由楞次定律可知，P板带负电，故选项D正确答案D6如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化状况是()A越来越大 B越来越小C保持不变 D无法确定解析金属棒做平抛运动，磁场的方向竖直向下，故金属棒运动过程中，其速度的水平重量切割磁感线，产生感应电动势，而ab棒做平抛运动的水平速度保持不变，由EBLv0可知，其感应电动势保持不变，选项C正确答案C7如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，边界MN与线框的边成45角，E、F分别为PS和PQ的中点关于线框中的感应电流，正确的说法是()A当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大B当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大C当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大D当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大解析当P点开头进磁场时，R点也开头进磁场，这是由于PR连线与MN平行，这时切割磁感线的有效长度为最大，等于RS.所以，回路产生的感应电动势最大，电流也最大，选项B正确答案B8一个电阻是R，半径为r的单匝线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若以线圈的直径为轴旋转180，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为()A0 B.C. D.解析由法拉第电磁感应定律知，此过程中的平均感应电动势，平均电流，故导线截面上通过的电荷量qt.答案C9如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度匀速转动，OB为R，且OBA三点在一条直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，布满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差为()A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2解析设经过t，磁通量的变化量BSB(3R)2BR24BtR2.由法拉第电磁感应定律，得UAB4BR2.答案C10如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为()A0 BBlv0CBlv0/2 DBlv0/3解析切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当运动到虚线位置时，两个半圆相当于并联，可画出如图所示的等效电路图R外R并，I.金属棒两端电势差相当于路端电压UabIR外Blv0.答案D11如图所示，在匀强磁场中，MN，PQ是两条平行的金属导轨，而ab，cd为串接有电流表和电压表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的有()A电压表有读数、电流表有读数B电压表、电流表均无读数C电压表有读数、电流表无读数D电压表无读数、电流表有读数解析在匀强磁场中，由于导体棒ab，cd与两平行导轨所组成电路的面积不变，所以当ab、cd以共同的速度向右运动时，其磁通量不变，故该电路中没有感应电流，即电压表和电流表中亦无电流通过，所以两表均无示数，选项B正确，由于ab，cd切割磁感线，故a，b两点或c，d两点间有电势差答案B12如图所示，矩形线圈abcd共有n匝，总电阻为R，部分置于有抱负边界的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁感应强度大小为B.让线圈从图示位置开头以ab边为轴匀速转动，角速度为，若线圈ab边长为L1，ad边长为L2，在磁场外部分为L2，则线圈从图示位置转过45时的感应电动势的大小为_从图示位置开头转过90的过程中，线圈中的平均感应电流为_(取sin370.6，cos370.8)解析线圈以ab边为轴转过53，dc边与磁场边界重合，在此时刻以前，穿过线圈的磁通量都没有发生变化，所以线圈从图示位置转过45时感应电动势的大小为零线圈从图示位置转过90的过程中平均感应电流为答案013如图所示，一圆环与外切正方形线圈均由相同的有绝缘皮的导线制成，并各自形成闭合电路，匀强磁场布满整个方形线圈，当磁场均匀变化时，线圈和圆环中的感应电动势之比为_；感应电流之比为_；若磁场只布满圆环，则感应电动势之比为_解析由法拉第电磁感应定律可知E，E线a2，E环2，；I线，I环，.若磁场只布满圆环，则感应电动势之比E线:E环1:1.答案4:1:11:114如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽视的金属棒MN从图示位置由静止开头释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率解析(1)设小灯泡的额定电流为I0，有PIR由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流I2I0.此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落速度达到最大，由平衡条件有mgBIL联立解得B .(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律有EBLvERI0联立解得v.答案(1) (2)15如图所示的螺线管，匝数n1500匝，横截面积S20 cm2，电阻r1.5 ，与螺线管串联的外电阻R13.5 ，R225 .螺线管中磁感线方向向右，穿过螺线管中磁场的磁感应强度按图所示规律变化，试计算电阻R2上消耗的电功率解析由图知，螺线管中磁感应强度B均匀增加，其变化率 T/s2 T/s.由法拉第电磁感应定律得，螺线管中产生的感应电动势EnnS1500201042 V6.0 V.通过螺线管回路的电流I A0.2 A.电阻R2上消耗的功率P2I2R2(0.2)225 W1.0 W.答案1.0 W