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2017-2018学年高中物理鲁科版选修3-2课时跟踪检测:(二) 感应电动势与电磁感应定

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课时跟踪检测(二) 感应电动势与电磁感应定 1.在如图 1 所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为 Blv 的是( ) 图1 A.乙和丁 C.甲、乙、丙、丁 B.甲、乙、丁 D.只有乙 解析:选 B 甲、乙、丁三图中,B、v、l 两两垂直,且 l 为有效切割长度,产生的感 应电动势都为 E=Blv,丙图中 E=Blvsin θ。 2.(多选)无线电力传输系统基于电磁感应原理,两个感应线圈可以放置在左右相邻或 上下相对的位置,如图 2 所示。下列说法正确的是( ) 图2 A.若 A 线圈中输入电流,B 线圈中就会产生感应电动势 B.只有 A 线圈中输入变化的电流,B 线圈中才会产生感应电动势 C.A 中电流越大,B 中感应电动势越大 D.A 中电流变化越快,B 中感应电动势越大 解析:选 BD 根据产生感应电动势的条件,只有处于变化的磁场中,B 线圈才能产生 感应电动势,A 错、B 对;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量变化 率,所以 C 错,D 对。 3.(多选)将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置,不发生变化的物理量 是( ) A.磁通量的变化量 C.感应电流的大小 B.磁通量的变化率 D.流过导体横截面的电荷量 解析:选 AD 将磁铁插到同一位置,磁通量的变化量相同,而用时不同,所以磁通量 E ΔΦ 的变化率不同, A 对、 B 错。 感应电动势不同, 感应电流不同, C 错。 由 q=IΔt=RΔt= ·Δt Δt· R ΔΦ = R 可知,电荷量相同,D 对,故选 A、D。 4.如图 3 所示,半径为 R 的 n 匝线圈套在边长为 a 的正方形之外,匀强磁场垂直穿过 ΔB 该正方形,当磁场以 的变化率变化时,线圈中产生的感应电动势的大小为( Δt ) 图3 A.πR2 ΔB Δt ΔB B.a2 Δt ΔB D.na2 Δt ΔB C.nπR2 Δt ΔB 解析:选 D 线圈在磁场中的有效面积为 a2,据法拉第电磁感应定律可得 E=na2 , Δt 故选 D。 5.如图 4 所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为 B。电阻为 R、半径为 L、圆心角为 45° 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O 轴以角速度 ω 匀速转动(O 轴位于磁 场边界)。则线框内产生的感应电流为( ) 图4 BL2ω A. 2R C. 2BL2ω 4R B. 2BL2ω 2R BL2ω D. 4R - 解析: 选 A 扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径 L, 各点的*均速度 v Lω BL2ω = ,导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生,由法拉第电磁感应定律有:E= , 2 2 则线框内产生的感应电流 I= BL2ω ,故 A 正确;B、C、D 错误。 2R 6.如图 5 所示,两个相连的金属圆环,小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一,磁 场垂直穿过小金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在小环内产生的感应电 动势为 E,则 a、b 两点间的电势差为( ) 图5 1 A. E 2 2 C. E 3 1 B. E 3 D.E R E R+r 解析:选 C 等效电路如图所示,由题意知 R=2r,a、b 两点间的电势差为 U= 2 = E,故选 C。 3 7.如图 6 所示,矩形线框 abNM 中,M、N 之间串联着一个电压表,整个装置处于匀强 磁场中,磁场的方向与线框*面垂直。当线框向右匀速*动时,下列说法中正确的是( ) 图6 A.MN 间无电势差,电压表无示数 B.MN 间无电势差,电压表有示数 C.MN 间有电势差,电压表无示数 D.MN 间有电势差,电压表有示数 解析:选 C 由于矩形线框 abNM 磁通量不变,回路无电流,因此电压表无示数,由 于矩形线框两边切割磁感线有电动势,因此 MN 间有电势差,故选 C。 8.如图 7 所示,*行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右做匀速直线运动,经过半径为 R、 磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势 E 与导体棒位置 x 关系的图 像是( ) 图7 解析:选 A 当导体棒位置坐标为 x 时,导体棒切割磁感线的长度 L=2 R2-?R-x?2, E=BLv=Bv· 2 R2-?R-x?2=2Bv 2Rx-x2,结合数学知识可得 A 正确,B、C、D 错误。 9.如图 8 所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水*放置的金属棒 ab 以水*初速度 v0 抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感 应电动势大小变化情况是( ) 图8 A.越来越大 C.保持不变 B.越来越小 D.无法判断 解析:选 C 棒 ab 水*抛出后,其速度越来越大,但只有水*分速度 v0 切割磁感线产 生电动势,故 E=BLv0 保持不变。 10.(多选)一个面积 S=4×10 -2 m2、匝数 n=100 匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向 垂直纸面,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图 9 所示,由图可知( ) 图9 A.在开始 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化率等于 0.08 Wb/s B.在开始 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 8 V D.在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 解析:选 AC 由图像可知,0~1 s 内磁感应强度正向减小,1~2 s 磁感应强度负向增 大,两过程产生的感应电动势等效,故 0~2 s 可视为整体变化过程,而图像的斜率 k= ΔB , Δt -2-2 ΔB - 则 0~2 s 内 E1=n S=100× ×4×10 2 V=-8 V,大小为 8 V,故 C 正确。因为 Δt 2 穿过线圈的磁通量的变化量和变化率均与线圈匝数无关,所以 -2-2 ΔB - · S= ×4×10 2 Δt 2 - Wb/s=-0.08 Wb/s,大小



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