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2020-2021学年高中物理选修3-2-课时提升卷(三)--第四章--4.docx

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温馨提示:温馨提示:此套题为此套题为 WordWord 版,请按住版,请按住 Ctrl,Ctrl,滑动鼠标滚轴,调整合适的观看比滑动鼠标滚轴,调整合适的观看比例,答案解析附后。关闭例,答案解析附后。关闭 WordWord 文档返回原板块文档返回原板块。课时提升课时提升卷(三)卷(三)法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 (4040 分钟分钟 5050 分)分)一、选择题(一、选择题(本题共本题共 5 5 小题小题,每小题每小题 6 6 分分,共共 3030 分分)1.关于感应电动势,下列说法中正确的是()A.电源电动势就是感应电动势 B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源 C.在电磁感应现象中没有感应电流就确定没有感应电动势 D.电路中有电流就确定有感应电动势 2.(2021揭阳高二检测)从同一位置将一磁铁缓慢地或快速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有()A.磁通量的变化率 B.感应电流的大小 C.消耗的机械能 D.磁通量的变化量 3.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()A.02 s B.24 s C.46 s D.610 s 4.(2021 白城高二检测)一接有电压表的矩形线圈在匀强磁场中向右做匀速运动,如图所示,下列说法正确的是()A.线圈中有感应电流,有感应电动势 B.线圈中无感应电流,也无感应电动势 C.线圈中无感应电流,有感应电动势 D.线圈中无感应电流,但电压表有示数 5.如图甲所示,圆形线圈 M 的匝数为 50 匝,它的两个端点 a、b 与抱负电压表相连,线圈中磁场方向如图,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则 ab 两点的电势凹凸与电压表读数为()A.ab,20V B.ab,10V C.ab,20V D.ab,10V 二、非选择题(本题共二、非选择题(本题共 2 2 小题,共小题,共 2020 分。需写出规范的解题步骤)分。需写出规范的解题步骤)6.(10 分)如图所示,用质量为 m、电阻为 R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框 MNPQ,线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为 2l,磁感应强度为 B。在垂直 MN 边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平,且 MN 边与磁场的边界平行。求:(1)线框 MN 边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;(2)线框 MN 边刚进入磁场时,M、N 两点间的电压;(3)在线框从 MN 边刚进入磁场到 PQ 边刚穿出磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?7.(10 分)(力气挑战题)如图所示,矩形线圈在 0.01s 内由原始位置转落至位置。已知 ad=510-2m,ab=2010-2m,匀强磁场的磁感应强度 B=2T,R1=R3=1,R2=R4=3。求:(1)平均感应电动势;(2)转落时,通过各电阻的平均电流。(线圈的电阻忽视不计)答案解析答案解析 1.【解析】选 B。电源电动势的来源很多,不愿定是由于电磁感应产生的,所以选项 A 错误;在电磁感应现象中,假如没有感应电流,也可以有感应电动势,C 错误;电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源供应的,所以有电流不愿定有感应电动势,D 错误;在有感应电流的回路中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,故 B 正确。2.【解析】选 D。磁铁以两种速度插入线圈的初末位置相同,则初位置的磁通量和末位置的磁通量也相同,因此磁通量的变化量相同,选项 D 正确;由于插入的快慢不同,则时间不同,因此磁通量的变化率不同,感应电动势、感应电流和转化的电能也不同,消耗的机械能也不同,所以选项 A、B、C 错误。3.【解析】选 C。在-t 图像中,其斜率在数值上等于磁通量的变化率,斜率越大,感应电动势也越大,在图像中,46 s 图线的斜率最大,即该段时间的感应电动势最大,故 C 项正确。4.【解析】选 C。矩形线圈在匀强磁场中向右匀速运动,穿过线圈的磁通量没有发生变化,无感应电流产生,故选项 A、D 错误;因导体边框 ad 和 bc 均切割磁感线,因此 ad 和 bc 边框中均产生感应电动势,由于无电流通过电压表,所以电压表无示数,故 B 错误,C 正确。5.【解析】选 B。由题意可知,线圈 M 的磁场的磁通量随时间均匀增加,则 E=nt=5081020.4V=10 V;由楞次定律可知,此时感应电流的磁场与原磁场反向,由右手螺旋定则可以看出,此时 a 点的电势较高。【变式备选】将一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,如图所示,则在移出过程中线框的一边 ab 两点间电势差确定值最大的是()【解析】选 B。四个选项中,切割磁感线的边所产生的电动势大小均相等(E),回路电阻均为 4r(每边电阻为 r),则电路中的电流亦相等,即 I=E4r,只有 B 图中,ab 边为电源,故 Uab=I3r=34E。其他状况下,Uab=Ir=14E,故 B 选项正确。6.【解题指南】首先要明确其等效电路,MN 两端的电压为闭合回路的外电压;求出感应电动势,由闭合电路欧姆定律即可求出回路上的电流和 MN 两端的电压;确定有电流的时间,依据焦耳定律求热量。【解析】(1)线框 MN 边在磁场中运动时,感应电动势 E=Blv,线框中的感应电流 I=ER=B vRl。(2)M、N 两点间的电压 UMN=IR外=I34R=34Blv。(3)线框运动过程中有感应电流的时间 t=2vl,此过程线框中产生的焦耳热 Q=I2Rt=2 32BvRl。答案:(1)B vRl(2)34Blv(3)2 32BvRl 7.【解析】线圈由位置转落至位置的过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源,线圈内部为内电路,线圈外部为外电路,然后依据闭合电路欧姆定律求解。(1)设线圈在位置时,穿过它的磁通量为1,线圈在位置时,穿过它的磁通量为2,有 1=BScos60=110-2Wb,2=BS=210-2Wb,所以=2-1=110-2Wb。依据电磁感应定律可得 E=t=11020.01V=1 V。(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻 R=(R1+R2)(R3+R4)(R1+R2)+(R3+R4)=2。依据闭合电路欧姆定律得总电流 I=ER=12A=0.5 A。通过各电阻的电流 I=I2=0.25A。答案:(1)1V(2)0.25 A【总结提升】三种求感应电动势的方法(1)应用公式 E=nt。这里主要有两种状况:一是面积不变,这时公式为 E=nSBt;另一种是磁感应强度 B 不变,这时公式为 E=nBSt。(2)公式 E=Blvsin。该公式一般用来计算导体棒切割磁感线时产生的瞬时感应电动势,式中 B 表示磁感应强度,l 表示导体棒的有效长度,v 表示瞬时速度,表示 v 与 B 之间的夹角。(3)公式 E=12Bl2。主要适用于导体棒绕一个端点垂直于磁感线并匀速转动切割磁感线的情形。关闭关闭 WordWord 文档返回原板块文档返回原板块
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