2019届高考物理一轮复习第九章电磁感应课时作业29法拉第电磁感应定律.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（二十九）法拉第电磁感应定律 基础小题练 1.如图所示，边长为 L，匝数为 N 的正方形线圈 abcd 位于纸面内，线圈内接有电阻值为 R 的电阻，过 ab 中点和 cd 中点的连线 OO 恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为 B.当线圈转过 90 时，通过电阻 R 的电荷量为 ( ) A.BL22R BNBL22R C.BL2R DNBL2R 【解析】 初状态时，通过线圈的磁通量为 1 BL22 ，当线圈转过 90 时，通过线圈的磁通量为 0，由 q N R 可得通过电阻 R 的电量为 NBL22R . 【答案】 B 2.如图所示，

2、固定于水平面上的金属架 abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN沿框架以速度 v 向右做匀速运动 t 0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置恰好使 MbcN构成一个边长为 l 的正方形为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t 0 开始，磁感应强度 B随时间 t 变化的示意图为 ( ) 【解析】 为了使 MN 棒中不产生感应电流，即让 MN 棒与线框组成 回路的磁通量保持不变，或者使导线切割磁感线产生的感应电动势 E1与磁场变化产生的感生电动势 E2大小相等，即 Blv BS t ，随着磁场减弱，而面积增大，故 B t减小，故选 C. 【 精品教育资源文库 】 【答案】 C

3、3.半径为 a、右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆，单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.直杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动，直杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O 开始，直杆的位置由 确定，如图所 示则 ( ) A 0 时，直杆产生的电动势为 2Bav B 3 时，直杆产生的电动势为 3Bav C 0 时，直杆受的安培力大小为 2B2av R0 D 3 时，直杆受的安培力大小为 3B2av R0 【解析】 当 0 时，直杆切割磁感线的有效长度 l1 2a，所以直杆产生的电动势E1 Bl1

4、v 2Bav，选项 A 正确此时直杆上的电流 I1 E1a 2a R0 2Bv R0，直杆受到的安培力大小 F1 BI1l1 4B2av R0，选项 C 错误当 3 时，直杆切割磁感线的有效长度 l2 2acos 3 a，直杆产生的电动势 E2 Bl2v Bav，选项 B 错误此时直杆上的电流 I2 E2?2 a 2 a6 a R0 3Bv R0，直杆受到的安培力大小 F2 BI2l2 3B2av R0，选项 D 正确 【答案】 AD 4如图甲所示，电路的左侧是一个电容为 C 的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为 S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小

5、随时间变化的规律如图乙所示则在 0 t0时间内，电容器 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A上极板带正电，所带电荷量为 CS B2 B1t0B上极板带正电，所带电荷量为 C B2 B1t0C上极板带负电，所带电荷量为 CS B2 B1t0D上极板带负电，所带电荷量为 C B2 B1t0【解析】 由题图乙可知 B t B2 B1t0， B 增大，根据楞次定律知，感应电流沿逆时针方向，故电容器上极板带正电， E nS B t S B2 B1t0， Q CE CS B2 B1t0， A 正确 【答案】 A 5如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、开关 K 与一个 n 匝的线圈连接，线圈

6、置于方向竖直向上的均匀变化 的磁场 B 中两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球 K 没有闭合时传感器有示数， K 闭合时传感器示数变为原来的一半则线圈中磁场 B 的变化情况和磁通量的变化率分别为 ( ) A正在增强， t mgd2q B正在增强， t mgd2nq C正在减弱， t mgd2q D正在减弱， t mgd2nq 【解析】 根据 K 闭合时传感器示数变为原来的一半，推出带正电小球受向上的电场力，即上极板带负电，下极板带正电，线圈感应电动势的方向从上极板经线圈流向下极板，根据安培定则知感应磁场的方向向下，与原磁

7、场方向相反，又由楞次定律得线圈中磁场正在增强；对小球受力分析得 qEd mg2 ，其中感应电动势 E n t 代入得 t mgd2nq，故 B 正确 【答案】 B 6.(2018 江 苏常州检测 )如图所示，电路中 A、 B 是两个完全相同的灯泡， L 是一个自【 精品教育资源文库 】 感系数很大、电阻可忽略的自感线圈， C 是电容很大的电容器当 S 闭合与断开时， A、 B灯泡的发光情况是 ( ) A S 刚闭合后， A 亮一下又逐渐熄灭， B 逐渐变亮 B S 刚闭合后， B 亮一下又逐渐变暗， A 逐渐变亮 C S 闭合足够长时间后， A 和 B 一样亮 D S 闭合足够长时间后， A

8、、 B 都熄灭 【解析】 S 刚闭合后， A、 B 都变亮，之后 A 逐渐熄灭， B 逐渐变亮，选项 A 正确、 B错误 S 闭合足够长时间后， A 熄灭， B 一直都是亮的，选项 C、 D 错误 【答案】 A 创新导向练 7溯本求源 结合 “ 法拉第圆盘发电机 ” 考查法拉第电磁感应定律、右手定则 图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为 r 的导体圆盘绕竖直轴以角速度 逆时针 (从上向下看 )旋转，匀强磁场 B 竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为 R 的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则 ( ) A流过定值电阻的电流方向为 a 到 b B b、 a 间的电势差为 B

9、r 2 C若 增大到原来的 2 倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的 2 倍 D若 增大到原来的 2 倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的 4 倍 【解析】 选择其中一条半径来看，根据右手定则可知，流过定值电阻的电流方向为 b到 a，选项 A 错误； b、 a 间的电势差等于电动势的大小 Uab E 12Br 2，选项 B 错误；若 增大到原来的 2 倍，根据 E 12Br 2可知电动势变为原来的 2 倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的 2 倍，选项 C 正确， D 错误 【答案】 C 8创造发明 法拉第电磁感应定律的实际应用 某探究性学习小组研制了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图将

10、8 块外形相同【 精品教育资源文库 】 的磁铁交错放置组合成一个高 h 0.5 m、半径 r 0.2 m 的圆柱体，其可绕固定轴 OO 逆时针 (俯视 )转动，角速度 100 rad/s.设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为 B 0.2 T、方向都垂直于圆柱体侧表面紧靠圆柱体外侧固定一根长度与圆柱体高相等、电阻为 R1 0.5 的细金属杆 ab，杆 ab 与轴 OO 平行图丙中阻值 R 1.5 的电阻与理想电流表 A 串联后接在杆 ab 两端下列说法正确的是 ( ) A电流表 A 的示数约为 1.41 A B杆 ab 产生感应电动势的最大值约为 2.83 V C电阻 R 消耗的电功

11、率为 2 W D在圆柱体转过一周的时 间内，流过电流表 A 的总电荷量为零 【解析】 杆 ab 切割磁感线产生的感应电动势为 E Bhv，又 v r ，解得 E 2 V，由于杆 ab 中产生的感应电动势 E 的大小保持不变，所以电流表 A 的示数为 I ER1 R20.5 1.5 A 1 A，故 A、 B 错误；电阻 R 消耗的电功率为 P I2R 121.5 W 1.5 W，故 C错误；由楞次定律判断可知，通过电流表的电流方向周期性变化，在一个周期内两个方向通过电流表的电荷量相等，所以在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表 A 的总电荷量为零，故 D 正确 【答案】 D 9科技生活 法拉第电磁

12、感应定律的实际应用 青藏铁路刷新了一系列世界铁路的历史纪录，青藏铁路火车上多种传感器运用了电磁感应原理，有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁，安装在火车首节车厢下面，俯视如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图乙所示，则说明火车在做 ( ) A匀速直线运动 B匀加速直线运动 【 精品教育资源文库 】 C匀减速直线运动 D加 速度逐渐增大的变加速直线运动 【解析】 根据 E BLv，当火车匀加速运动时 v at，则 E BLat，此时电动势随时

13、间成线性关系根据乙图可知，火车做匀加速运动选项 B 正确 【答案】 B 10涡流现象的应用实例 金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是 ( ) A金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中 B金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流 C金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流 D探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同 【解析】 金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，不能防止细小的砂石颗粒混入食品中，选项 A 错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，选项 B 错误， C正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相

14、对静止时无法得到探测效果，选项D 错误 【答案】 C 综合提升练 11如图所示，金属杆 ab 放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l1 0.8 m，宽 l2 0.5 m，回路总电阻 R 0.2 ，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量 M 0.04 kg 的木块，磁感应强 度从 B0 1 T 开始随时间均匀增加， 5 s 末木块将离开水平面，不计一切摩擦， g 取 10 m/s2，求回路中的电流大小 【解析】 设磁感应强度 B B0 kt， k 是大于零的常数，于是回路感应电动势 E S B t kS， S l1 l2， 【 精品教育资源文库 】 回路感应电流 I ER， 金属杆受安培力 F 安 BIl2 (B0 kt)Il2. 5 s 末有 F 安 B0 5k kl1l22R Mg， 可以得到 k 0.2 T/s 或 k 0.4 T/s(舍去 ) 解 得 I 0.4 A. 【答案】 0.4 A 12磁场