鲁科版高中物理选择性必修第2册课后习题 第2章 电磁感应及其应用 第2节 法拉第电磁感应定律.docVIP

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第2节法拉第电磁感应定律

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.(贵州锦屏中学期末)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,如图所示,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.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b

B.金属棒向下运动时弹簧弹力和安培力一直在增大

C.金属棒运动过程中所受安培力的方向始终与运动方向相反

D.金属棒减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能

解析根据右手定则可知,金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为b→a,故A错误;导体棒向下运动过程中速度先增大后减小,故产生的安培力先增大后减小,B错误;金属棒向下运动过程中,产生的安培力向上,向上运动过程中,产生的安培力向下,故C正确;金属棒减少的重力势能转化为回路中增加的内能、弹性势能以及金属棒的动能,D错误。

答案C

2.(重庆一中期末)在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图甲所示,0~1s内磁场方向垂直线框平面向下,圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒,且与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场B2中,如图乙所示,导体棒始终保持静止,则其所受的摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向)()

解析根据题意可知,在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下,且大小变大,则由楞次定律可得线圈感应电流的方向是逆时针,再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左,所以静摩擦力的方向是水平向右,即为正方向;在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下,且大小变大,则由法拉第电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的,即导体棒的电流大小是不变的;因为磁场B2是不变的,则安培力大小不变,所以静摩擦力的大小也是不变的。故A正确,B、C、D错误。

答案A

3.(湖南长沙一中月考)如图所示,相距为d的两水平直线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的上、下边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(Ld)、质量为m。将线框在磁场上方距L1的高度为h处由静止开始释放,当ab边进入磁场时速度为v0,cd边刚穿出磁场时速度也为v0。从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中()

A.线框一直都有感应电流

B.线框一定有减速运动的过程

C.线框不可能有匀速运动的过程

D.线框产生的总热量为mg(d+h+L)

解析线框完全在磁场中运动时,磁通量不变,没有感应电流产生,A错误;线框进入磁场的过程,由于无法判断安培力与重力的关系,所以线框可能做匀速运动、加速运动和减速运动,完全在磁场中时,不受安培力,做匀加速运动,由于ab边进入磁场时速度和cd边刚穿出磁场时速度都是v0,则线框出磁场过程一定有减速运动,B正确,C错误;ab边进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程,动能变化量为零,故根据能量守恒定律得:Q=mg(d+L),D错误。故选B。

答案B

4.(山东临沂期末)如图所示,光滑铜环水平固定,半径为l,长为l、电阻为r的铜棒OA的一端在铜环的圆心O处,另一端与铜环良好接触,整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA以角速度ω逆时针(俯视)匀速转动,A端始终在铜环上,定值电阻的阻值为3r,上方导线与O点连接,下方导线与铜环连接,其他电阻不计。下列说法正确的是()

A.O点的电势比A点的电势高

B.回路中通过的电流为ωB

C.该定值电阻两端的电压为38ωBl

D.该定值电阻上的热功率为ω

解析由右手定则可知电流方向从O点指向A点,OA是电源,电流从低电势流向高电势,故O点的电势比A点的电势低,故A错误;由法拉第电磁感应定律可知E=Bl0+lω2=12Bl2ω,由闭合电路欧姆定律可知回路中通过的电流为I=Er+3r=E4r,两式联立可得I=Bl

答案C

5.如图甲所示,一线圈匝数为100匝,横截面积为0.01m2,磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在2s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为()

A.-3V

B.2V

C.3V

D.从0均匀变化到2V

解析与线圈轴线成30°角向右穿过线圈的磁感应强度均匀增加,故产生恒定的感应电动势,根据法拉第电磁感应定律,有:E=NΔΦΔt=NΔBΔtScos30°,由图可知ΔBΔt=6

答案A

6.(广东潮州期末改编)如图所示,半径为L的半圆弧轨道PQS固定,电阻忽略不计,O为圆心。O