新课标2021年高二物理暑假作业14《电磁感应》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高二物理暑假作业14电磁感应学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（本题共6道小题）1.关于法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（） A 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量成正比 B 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比 C 感应电动势与穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比 D 感应电动势与闭合电路所围面积成正比2.如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，开头时磁场方向垂直于纸面对里若磁场的磁感应强度B依据图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向为正方向）随时间t的变化图线是（）A. B. C. D. 3.在如图所示的电路中，两个相同的电流表，零刻点在刻度盘的中心当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是（） A G1指针向右摆，G2指针向左摆 B G1指针向左摆，G2指针向右摆 C 两指针都向右摆 D 两指针都向左摆4.如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连，质量为m电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B导体棒的中点系一不行伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态现若从静止开头释放物块（物块不会触地，且导体棒不脱离导轨），用h表示物块下落的高度，g表示重力加速度，其他电阻不计，则（） A 电阻R中的感应电流方向由a到c B 物体下落的最大加速度为g C 若h足够大，物体下落的最大速度为 D 通过电阻R的电量为5.如图所示，虚线MN上方存在垂直纸面对里的匀强磁场，MN下方存在竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B足够长的不等间距金属导轨竖直放置，导轨电阻不计两个金属棒通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，其中光滑金属棒AB质量为m，长为L，电阻为R；金属棒CD质量为2m、长为2L、电阻为2R，与导轨之间的动摩擦因数为若AB棒在外力F的作用下向上做匀速运动，CD棒向下做匀速运动，下列说法正确的是（） A AB棒中电流方向从A到B B AB棒匀速运动的速度 C AB杆所受拉力F=mg+mg D 时间t内CD棒上的焦耳热为6.如图所示，导线所围区域内有一垂直纸面对里的变化的匀强磁场，磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（） A B C D 二、试验题（本题共2道小题）7.在如图所示的试验装置中，已知灵敏电流计的电流从“”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏，从“”接线柱流入时指针向左偏。（螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连，线圈下端与右侧接线柱相连）(1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向_偏。(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向_偏。8.某爱好小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来争辩电磁感应现象（1）将原线圈A插入副线圈B中，闭合开关瞬间，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向 （选填“相同”或“相反”）。（2）该同学发觉：在原线圈A放在副线圈B中的状况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转，则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中，电流计指针将 （选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。若要看到电流计指针向右偏，请你说出两种具体做法： ； 。三、计算题（本题共3道小题）9.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，质量为m，电荷量为+q的静止微粒，微粒在运动过程中不会与AB板发生碰撞，则：（1）t1=0.5s时两板电势差UAB（2）第一秒末微粒的速度（3）0到3.5s微粒的位移大小10.如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQMN，导轨的电阻均不计导轨平面与水平面间的夹角=37，NQ间连接有一个R=4的电阻有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数（2）cd离NQ的距离s（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从今时刻起，让磁感应强度渐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）11.如图所示，在倾角为=30的光滑绝缘斜面abcd上有一垂直斜面对上的匀强磁场，磁场的上下有边界且与斜面底边cd平行，虚线为磁场的边界线在斜面上有一个质量为m=0.2kg、电阻为R=0.27、边长为L=60cm的正方形金属线框，相距s=90cm将线框从静止开头释放，沿斜面滑下，线框底边始终与斜面底边平行若线框刚进入磁场时，恰好能做匀速运动求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若线框的下边通过磁场的时间为t=0.6s，磁场区域的宽度l为多少？（3）若线框上边框穿出磁场前也已匀速运动，则线框在穿过磁场的整个过程中能产生多少的焦耳热（重力加速度g=10m/s2）试卷答案1.解：依据法拉第电磁感应定律E=n，得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比A、磁通量越大，是大，但及，则不愿定大，故A错误；B、磁通量变化越大，则不知磁通量的变化时间，故 不愿定越大，故B错误；C、磁通量变化的快慢用，表示，磁通量变化得快，则 比值就大，依据法拉第电磁感应定律有产生的感应电动势就越大，故C正确；D、感应电动势与闭合电路所围面积无关，故D错误故选：C2.磁感应强度在0到t1内，由法拉第电磁感应定律可得，随着磁场的均匀变大，由于磁感应强度随时间变化率不变，则感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变；由于磁感线是向里在减小，向外在增大所以由楞次定律可得线圈感应电流是顺时针，由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向，则感应电流为负的同理，磁感应强度在t1到t2内，感应电流不变，且电流方向为正所以只有C选项正确，ABD均错误故选：C3.解：电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流马上消逝，由于电感器对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，通过电感器的电流，且流过电阻所以含有电感器的支路的电流从“+”接线柱流入，G1指针向右摆含有电阻的支路电流从“”接线柱流入，G2指针向左摆故A正确，B、C、D错误故选：A4.解：A、从静止开头释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则可知，电阻R中的感应电流方向由c到a，故A错误B、设导体棒所受的安培力大小为F，依据牛顿其次定律得：物块的加速度a=，当F=0，即刚释放导体棒时，a最大，最大值为g故B错误C、物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有mg=F，而F=BIl，I=，解得物体下落的最大速度为v=故C正确D、通过电阻R的电量 q=故D正确故选：CD5.解：A、依据右手定则可知，AB棒中电流方向由B到A，故A错误；B、令AB棒的速度为v1，所以电路的电流I=，对于CD棒的匀速运动有：2mg=IB2L，联立上式可解得，故B正确；C、由AB棒匀速上升，故有F=mg+BIL，代入、I=，可得F=mg+，故C正确；D、CD棒上的焦耳热Q=I22Rt=，故D错误6.解：导体圆环将受到向上的磁场作用力，依据楞次定律的另一种表述，可见原磁场磁通量是减小，即螺线管和abcd构成的回路中产生的感应电流在减小依据法拉第电磁感应定律，E=NS，则感应电流I=，可知减小时，感应电流才减小A选项减小，B选项也减小，C、D选项不变所以A、B正确，C、D错误故选：AB7.8.9.解：（1）两板电势差等于圆环产生的感应电动势依据法拉第电磁感应定律可得两极板间的电势差为：UAB=r2=1r2=r2（2）第1s内，磁感应强度均匀增大，依据楞次定律知，上极板带负电，下极板带正电，微粒向上做匀加速运动，则加速度为：a=第一秒末微粒的速度为：v=at=（3）第1s内下极板为正极，微粒向上做匀加速直线运动，第2s内，上极板为正极，微粒做匀减速直线运动到零，第3s回微粒向下做匀加速直线运动，第4s内，微粒向下做匀减速直线运动到零，依据运动过程的对称性，可知第4s末回到原位置0到3.5s微粒的位移等于3.5s到4s内的位移大小，运用逆向思维可得0到3.5s微粒的位移为：x=答：（1）t1=0.5s时两板电势差UAB为r2（2）第一秒末微粒的速度为（3）0到3.5s微粒的位移大小为10.解：（1）当v=0时，a=2m/s2由牛顿其次定律得：mgsinmgcos=ma=0.5 （2）由图象可知：vm=2m/s 当金属棒达到稳定速度时，有FA=B0IL切割产生的感应电动势：E=B0Lv平衡方程：mgsin=FA+mgcosr=1电量为：s=2m（3）产生热量：WF=Q总=0.1J（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流此时金属棒将沿导轨做匀加速运动 牛顿其次定律：mgsinmgcos=maa=g（sincos）=10（0.60.50.8）m/s2=2m/s2则磁感应强度与时间变化关系：所以：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.5 （2）cd离NQ的距离2m（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量0.08J（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从今时刻起，让磁感应强度渐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，11.解：（1）线框进入磁场前沿斜面对下做匀加速直线运动，设底边刚进磁场时的速度为v，则由动能定理得 mv2=mgssin 得 v=3m/s线框底边切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv=IR画出线框受力的侧视图如图所示匀速运动，有：mgsin=BIL联立解得：B=0.5T（2）线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，而做匀加速运动，加速度为a=gsin=5m/s2匀速运动的时间 t1=0.2s匀加速运动的时间为：t2=tt1=0.4s匀加速运动的距离为：x=t2+at22=1.6m磁场区域的宽度 l=L+x=2.2m（3）上边框穿出磁场前也已匀速运动，则穿出磁场的速度仍为 v=3m/s依据能量守恒可得 Q=mg（S+l+L）sinmv2=2.8J答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小是0.5T；（2）若线框的下边通过磁场的时间为t=0.6s，磁场区域的宽度l为2.2m（3）线框在穿过磁场的整个过程中能产生2.8J的焦耳热