2019-2020年高中物理 第1章 電磁感應與現(xiàn)代生活 1.3 探究感應電動勢的大小課后訓練 滬科版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 電磁感應與現(xiàn)代生活 1.3 探究感應電動勢的大小課后訓練 滬科版選修3-2 1.將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直。關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流,下列表述正確的是( )。 A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關 B.穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大 C.穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大 D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同 2.如下圖所示,平行金屬導軌間距為d,一端跨接電阻R,勻強磁場磁感應強度為B,方向垂直于導軌平面,一根長金屬棒與導軌成θ角放置,棒與導軌電阻不計,當棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在導軌上滑行時,通過電阻的電流是( )。 A.Bdv/(Rsin θ) B.Bdv/R C.Bdvsin θ/R D.Bdvcos θ/R 3.如圖所示,豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒AB以水平速度v0水平拋出,設整個過程中,棒的取向不變,不計空氣阻力,則金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢的大小變化情況應是( )。 A.越來越大 B.越來越小 C.保持不變 D.無法判定 4.粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界的勻強磁場中,磁場方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行?,F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場,如圖所示,則在移動過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差最大的是( )。 5.一閉合線圈,放在隨時間均勻變化的磁場中,線圈平面和磁場方向垂直,若想使線圈中的感應電流增強一倍,下述方法可行的是( )。 A.使線圈匝數(shù)增加一倍 B.使線圈面積增加一倍 C.使線圈匝數(shù)減少一半 D.使磁感應強度的變化率增大一倍 6.如下圖所示,在磁感應強度為0.2 T的勻強磁場中,長為0.5 m的導體棒在金屬框架上以10 m/s的速度向右勻速滑動,電阻R1和R2的阻值都是16 Ω,導體棒ab的電阻為2 Ω,其他電阻不計,則流過ab的電流為________ A,ab兩端的電壓為______ V,電阻R1的功率為________W。 7.如下圖所示,一個50匝的線圈的兩端跟R=99 Ω的電阻相連接,置于豎直向下的勻強磁場中,線圈的橫截面積是20 cm2,電阻為1 Ω,磁感應強度以100 T/s的變化率均勻減小,在這一過程中通過電阻R的電流為多大? 8.如下圖所示,水平放置的平行金屬導軌MN和PQ,相距L=0.50 m,導軌左端接一電阻R=0.20 Ω,磁感應強度B=0.40 T的勻強磁場方向垂直于導軌平面,導體棒ac垂直導軌放在導軌上,并能無摩擦地沿導軌滑動,導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。當ac棒以v=4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時,求: (1)ac棒中感應電動勢的大??; (2)回路中感應電流的大小和方向; (3)維持ac棒做勻速運動的水平外力F的大小和方向。 參考答案 1. 答案:C 解析:根據(jù)法拉第電磁感應定律E=,感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)、磁通量的變化率(磁通量變化的快慢)成正比,所以A、B選項錯誤,C選項正確;因不知原磁場變化趨勢(增強或減弱),故無法用楞次定律確定感應電流產(chǎn)生的磁場的方向,D選項錯誤。 2. 答案:A 解析:導體棒切割磁感線的有效長度L=,故E=BvL=Bv,則電流I=。 3. 答案:C 解析:金屬棒AB水平拋出其速度越來越大,但只有水平分速度v0切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢;豎直分速度vy不切割磁感線,即不產(chǎn)生感應電動勢,故感應電動勢E=Blv0保持不變。 4. 答案:B 解析:四種情況下導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢相同,只有當ab成為電源的情況下兩端的電壓最大,即第二種情形下。選B。 5. 答案:D 解析:根據(jù)E==S求感應電動勢,考慮到當n、S發(fā)生變化時導體的電阻也發(fā)生了變化。若匝數(shù)增加一倍,電阻也增加一倍,感應電流不變,故A錯,同理知C錯,D正確。若面積增加一倍,長度變?yōu)樵瓉淼谋?,因此電阻為原來的倍,電流為原來的倍,故B錯。 6. 答案:0.1 0.8 0.04 解析:電源電動勢E=Blv=0.2100.5 V=1 V 故流過ab的電流I==0.1 A ab兩端電壓Uab=E=0.8 V R1的功率P1= W=0.04 W。 7. 答案:0.1 A 解析:由法拉第電磁感應定律得線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為 E===50100 T/s2010-4 m2=10 V 由閉合電路歐姆定律得感應電流大小為 I==0.1 A。 8. 答案:(1)0.80 V (2)4.0 A 方向:aMRPca (3)0.80 N 方向水平向右 解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律,ac棒中的感應電動勢為E=BLv=0.400.504.0 V=0.80 V (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,感應電流大小為 I= A=4.0 A 由右手定則可知,回路中感應電流的方向為aMRPca(或逆時針方向) (3)當ac棒向右勻速運動時,ac棒中有由c向a的電流,根據(jù)左手定則可知ac棒所受的磁場力F安水平向左。為維持ac棒做勻速運動,應施加一個與F安等值反向的水平外力F。即 F=F安=BIL=0.404.00.50 N=0.80 N 方向水平向右。- 配套講稿:
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