物理44《法拉第电磁感应定律》同步测试新人教版选修32Word文件下载.docx
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A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最小
B.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大
C.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大
D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小
5、一个N匝的圆线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方向成30°
角,磁感应强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是()
A.将线圈匝数增加一倍
B.将线圈面积增加一倍
C.将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向
6、闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()
A、磁通量
B、磁感应强度
C、磁通量的变化率
D、磁通量的变化量
7、穿过一个单匝数线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2Wb,则()
A、线圈中的感应电动势每秒钟增大2V
B、线圈中的感应电动势每秒钟减小2V
C、线圈中的感应电动势始终为2V
D、线圈中不产生感应电动势
8、如图1所示,矩形金属框置于匀强磁场中,ef为一导体棒,可在ab和cd间滑动并接触良好;
设磁感应强度为B,ef长为L,在Δt时间内向左匀速滑过距离Δd,由电磁感应定律E=n
可知,下列说法正确的是()
图1
A、当ef向左滑动时,左侧面积减少L·
Δd,右侧面积增加L·
Δd,因此E=2BLΔd/Δt
B、当ef向左滑动时,左侧面积减小L·
Δd,右侧面积增大L·
Δd,互相抵消,因此E=0
C、在公式E=n
中,在切割情况下,ΔΦ=B·
ΔS,ΔS应是导线切割扫过的面积,因此E=BLΔd/Δt
D、在切割的情况下,只能用E=BLv计算,不能用E=n
计算
9、在南极上空离地面较近处,有一根与地面平行的直导线,现让直导线由静止自由下落,在下落过程中,产生的感应电动势()
A、增大B、减小C、不变D、无法判断
10、一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°
角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________Wb;
磁通量的平均变化率是___________Wb/s;
线圈中的感应电动势的大小是___________V.
能力提升:
11、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中棒的取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将()
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法确定
12、如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是()
A.减速运动到停止
B.来回往复运动
C.匀速运动
D.加速运动
13、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4-3-12所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()
14、一个面积S=4×
10-2m2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是()
A、在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08Wb/s
B、在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C、在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08V
D、在第3s末线圈中的感应电动势等于零
15、如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s时间拉出,外力做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;
第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则()
A、W1<
W2,q1<
q2
B、W1<
W2,q1=q2
C、W1>
W2,q1=q2
D、W1>
W2,q1>
q2
16、如图所示,半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以ΔB/Δt的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势的大小为____________________.
17、在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB()
A、匀速滑动时,I1=0,I2=0
B、匀速滑动时,I1≠0,I2≠0
C、加速滑动时,I1=0,I2=0
D、加速滑动时,I1≠0,I2≠0
18、如图4-3-10所示,在光滑的绝缘水平面上,一个半径为10cm、电阻为1.0Ω、质量为0.1kg的金属环以10m/s的速度冲入一有界磁场,磁感应强度为B=0.5T.经过一段时间后,圆环恰好有一半进入磁场,该过程产生了3.2J的电热,则此时圆环的瞬时速度为___________m/s;
瞬时加速度为___________m/s2.
19、如图所示,接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计,则()
A、杆由O到P的过程中,电路中电流变大
B、杆由P到Q的过程中,电路中电流一直变大
C、杆通过O处时,电路中电流方向将发生改变
D、杆通过O处时,电路中电流最大
20、如图4-3-14所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内.一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求:
(1)、在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值;
(2)、MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量;
(3)、当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多大?
21、如图所示,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L,左端连一电阻R,右端连一电容器C,其余电阻不计。
长为2L的导体棒ab与从图中实线位置开始,以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速转动,转90°
的过程中,通过电阻R的电荷量为多少?
22.如图所示,水平放置的导体框架,宽L=0.50m,接有电阻R=0.20Ω,匀强磁场垂直框架平面向里,磁感应强度B=0.40T.一导体棒ab垂直框边跨放在框架上,并能无摩擦地在框架上滑动,框架和导体ab的电阻均不计.当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时,求:
(1)ab棒中产生的感应电动势大小;
(2)维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小;
(3)若将外力F突然减小到F′,简要论述导体ab以后的运动情况.
23、如图4-3-18所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动.
(1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大?
最大值为多少?
(2)当线框由图示位置转过60°
的过程中,平均感应电动势为多大?
(3)线框由图示位置转到60°
时瞬时感应电动势为多大?
24、横截面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内,磁感应强度变化率为0.02T/s.开始时S未闭合,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,线圈内阻不计,求:
(1)闭合S后,通过R2的电流的大小;
(2)闭合S后一段时间又断开,问S断开后通过R2的电荷量是多少?
参考答案:
1、C
2、DE
3、CD
4、C
5、CD
6、C
7、C
8、C
9、C
10、磁通量的变化量是由磁场的变化引起的,所以
ΔΦ=ΔBSsinθ=(0.5-0.1)×
20×
10-4×
0.5Wb=4×
10-4Wb
磁通量的变化率
=
Wb/s=8×
10-3Wb/s
感应电动势E=n
=200×
8×
10-3V=1.6V.
答案:
4×
10-48×
10-31.6
11、C
12、C
13、B
14、A
15、C
16、n
L2
17、D
18、根据能量守恒定律,动能的减少等于产生的电热,即
mv2-
mv12=E热,代入数据解得:
v1=6m/s.此时切割磁感线的有效长度为圆环直径,故瞬时电动势为E=Blv1,瞬时电流I=
,安培力F=BIl,瞬时加速度为a=
,整理得:
a=
=0.6m/s2.
19、D
20、思路解析:
导体棒从左向右滑动的过程中,切割磁感线产生感应电动势,对电阻r供电.
(1)、计算平均电流,应该用法拉第电磁感应定律,先求出平均感应电动势.整个过程磁通量的变化为ΔΦ=BS=BπR2,所用的时间Δt=
,代入公式E=
,平均电流为I=
.
(2)、电荷量的运算应该用平均电流,q=IΔt=
(3)、当MN通过圆形导轨中心时,切割磁感线的有效长度最大,l=2R,根据导体切割磁感线产生的电动势公式E=Blv得:
E=B·
2Rv,此时通过r的电流为I=
(1)
(2)
(3)
21、思路解析:
以a为圆心转动90°
的过程可分为两个阶段,第一阶段是导体棒与导轨接触的过程;
第二阶段是导体棒转动60°
以后b端离开导轨以后.
第一阶段导体棒切割磁感线产生感应电动势,因为切割磁感线的有效长度发生变化,所以电动势是改变的,该过程中通过电阻R的电荷量可用平均电动势来求出.该过程中相当于电源的导体棒给电容器C充电.
平均电动势E1=
,ΔΦ=BΔS=
BL2,通过R的电荷量q1=
Δt=
第二阶段,电容器要对电阻放电,电容器的电荷量完全通过电阻放完.电容器充电的最大电压为E2=
B(2L)2ω,此时电容器的充电电荷量为q2=CE2=2BL2Cω.
整个过程通过电阻的总的电荷量为Q=q1+q2=
+2BL2Cω.
+2BL2Cω
22、
(1)E=0.80V
(2)F=0.80N(3)略
23、
(1)ab与cd两边垂直切割磁感线时,Em=BSω
(2)
BSω
(3)
BSω
24、解:
(1)磁感应强度变化率的大小为
=0.02T/s,B逐渐减弱,
所以E=n
=100×
0.02×
0.2V=0.4V
I=
A=0.04A,方向从上向下流过R2.
(2)R2两端的电压为U2=
×
0.4V=0.24V
所以Q=CU2=30×
10-6×
0.04C=7.2×
10-6C.