2021年新教材高中物理课时作业8电磁感应定律的综合应用 人教版选择性276

课时作业(八) 电磁感应定律的综合应用

一、单项选择题

1．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图所示，则( )

A ．在t ＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大

B ．在t ＝1×10－2

s 时，感应电动势为零 C ．在t ＝2×10－2 s 时，感应电动势为零

D ．在0～2×10－2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零

2．如图所示，线圈面积S ＝1×10－5

m 2

，匝数n ＝100，两端点连接一电容器，其电容C ＝20 μF.线圈中磁场的磁感应强度按ΔB

Δt ＝0.1 T/s 增加，磁场方向垂直线圈平面向里，那么

电容器所带电荷量为( )

A ．1×10－7

C B ．1×10－9

C C ．2×10－9

C D ．3×10－9

C 3.

夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电风扇时，发现电风扇正在逆时针转动．金属材质的电风扇示意图如图所示，由于电磁场的存在，下列关于A 、O 两点的电势及电势差的说法，正确的是( )

A ．A 点电势比O 点电势高

B ．A 点电势比O 点电势低

C ．A 点电势和O 点电势相等

D ．扇叶长度越短，U AO 的电势差数值越大

4．如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l ，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为3

2l 的正方形金属

线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )

5．如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m ，金属环总电阻为2 Ω，在整个竖直平面内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ＝1 T ，在环的最高点上方0.5 m 处的A 点用铰链连接一长度为1.5 m 、电阻为3 Ω的均匀导体棒AB ，当导体棒AB 摆到竖直位置时，导体棒B 端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB 摆到竖直位置时AB 两端的电压大小为( )

A ．0.4 V

B ．0.65 V

C ．2.25 V

D ．4.5 V 二、多项选择题 6.

如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R ，质量为m 的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F 把棒ab 从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是( )

A ．恒力F 做的功等于电路产生的电能

B ．恒力F 和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能

C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能

D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和

7．一个面积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2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s

B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零

C．在开始的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

8．如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计．虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场．将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好．已知PQ进入磁场时加速度恰好为零．从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是( )

三、非选择题

9．如图所示，在水平平行放置的两根光滑长直导电轨道MN与PQ上，放着一根直导线ab，ab与导轨垂直，它在导轨间的长度为20 cm，这部分的电阻r＝0.02 Ω.导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.20 T，电阻R＝0.08 Ω，其他电阻不计，ab的质量为0.02 kg.

(1)断开开关S，ab在水平恒力F＝0.01 N的作用下，由静止沿轨道滑动，经过多长时间速度才能达到10 m/s?

(2)上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的？

(3)当ab的速度达到10 m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10 m/s的速度匀速运动，水平拉力应变为多少？

10.如图所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线圈的质量m1＝0.10 kg，电阻R＝0.10 Ω，砝码的质量m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于线圈平面向里，磁场区域的宽度h＝l.砝码从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动，求线圈做匀速运动的速度．(g取10 m/s2)

11．如图，一边长为l0的正方形金属框abcd固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场．一长度大于2l0的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上，导体棒与金属框接触良好．已知导体棒单位长度的电阻为r，金属框电阻可忽略．将导体棒与a点之间的距离记为x，求导体棒所受安培力的大小随x(0≤x≤2l0)变化的关系式．

课时作业(八) 电磁感应定律的综合应用

1．解析：由法拉第电磁感应定律知E ∝

ΔΦΔt

，故t ＝0及t ＝2×10－2

s 时刻，E ＝0，A 错、C 对；t ＝1×10－2

s ，E 最大，B 错；0～2×10－2

s ，ΔΦ≠0，E ≠0，D 错．

答案：C

2．解析：因磁场在增强，由楞次定律可知a 端电势高，即a 板带正电荷，由法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ，故q ＝C ·E ＝nS ΔB Δt

·C ＝2×10－9

C ．故选项C 正确．

答案：C

3．解析：在北半球，地磁场的竖直分量竖直向下，由右手定则可判断OA 中电流方向由

O 到A ，再根据在电源内部电流由负极流向正极，可知A 点为正极，电势高，A 对，B 、C 错；

由E ＝Blv 可知D 错．

答案：A

4．解析：本题考查右手定则、E ＝Blv .由右手定则判定，线框向左移动0～l

2过程，回路

中电流方向为顺时针，由E ＝2Blv 可知，电流i 为定值；线框向左移动l

2～l 过程，线框左、

右两边产生的感应电动势相抵消，回路中电流为零．线框向左移动l ～3

2l 过程，回路中感应

电流方向为逆时针．由上述分析可见，选项D 正确．

答案：D

5．解析：设金属环的最高点为C ，当导体棒摆到竖直位置时，由v ＝ωr 可得导体棒上C 点的速度为v C ＝13

v B ＝13

×3 m/s＝1 m/s ，AC 间电压为U AC ＝E AC ＝BL AC ·v C 2

＝1×0.5×1

2

V ＝0.25