【2019最新】精選教科版高中物理選修3-2練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第3節(jié)

1、【 2019最新】精選教科版高中物理選修 3-2練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第 3節(jié)1由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢，叫感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻2電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這個電路的磁通量的變化率成正比，表達(dá)式 E( 單匝線圈 ) ，En( 多匝線圈 ) 當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時 E BLv(B 、 L 、 v 兩兩垂直 ) ， EBLvsin_ (v L但 v 與 B 夾角為 ) 3關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是()A電源電動勢就是感應(yīng)電動勢B產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源C在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒有感應(yīng)電流就一定沒有感應(yīng)電動勢D電路中有電流

2、就一定有感應(yīng)電動勢答案B解析電源電動勢的來源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以選項 A 錯誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，如果沒有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動勢， C 錯誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動勢4穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則 ()A線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2 VB線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2 VC線圈中無感應(yīng)電動勢歡迎下載。D線圈中感應(yīng)電動勢保持不變答案D圖 15穿過某線圈的磁通量隨時間的變化如圖1 所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的時間是()A02 sB2 s 4 sC4 s 6 sD6 s 10 s答案

3、C解析t圖象中，圖象斜率越大，越大，感應(yīng)電動勢就越大【概念規(guī)律練】知識點一公式 En 的理解1一個 200 匝、面積為20 cm2 的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成 30°角，若磁感應(yīng)強度在 0.05 s 內(nèi)由 0.1 T 增加到 0.5 T，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是_Wb；磁通量的平均變化率是_Wb/s；線圈中感應(yīng)電動勢的大小是 _V.答案4×10 48×10 31.6解析磁通量的變化量是由磁場的變化引起的，應(yīng)該用公式 BSsin 來計算，所以 BSsin (0.5 0.1) ×20×104×0.5 Wb 4&

4、#215;10 4 Wb磁通量的變化率為2【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第節(jié) Wb/s 8×10 3 Wb/s ，t感應(yīng)電動勢的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得En200×8×103 V1.6 V點評要理解好公式 En，首先要區(qū)分好磁通量，磁通量的變化量 ，磁通量的變化率，現(xiàn)列表如下：物理量單位物理意義計算公式磁通表示某時刻或某位置時穿Wb過某一面積的磁感線條數(shù) B·S量 的多少磁通量表示在某一過程中穿過某的變化Wb一面積的磁通量變化的多 2 1量 少磁通量的變化表示穿過某一面積的磁通S BWb/sB··

5、S量變化的快慢tt t率t特別提醒對 、而言，穿過一匝線圈和穿過 n 匝是一樣的，而感應(yīng)電動勢則不一樣，感應(yīng)電動勢與匝數(shù)成正比磁通量和磁通量的變化率的大小沒有直接關(guān)系，很大時，可能很小，也可能很大； 0 時，可能不為零2下列說法正確的是 ()A線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大3/133/13答案D解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢En，即 E 與成正比，與或 的大小無直接關(guān)系磁通量變化得越快，即越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，故只

6、有D正確點評正確理解決定感應(yīng)電動勢大小的因素是磁通量的變化率，這是分析本題的關(guān)鍵知識點二公式 EBLvsin 的理解3如圖 2 所示，在磁感應(yīng)強度為1 T 的勻強磁場中，一根跟磁場垂直長20 cm 的導(dǎo)線以 2 m/s 的速度運動，運動方向垂直導(dǎo)線與磁感線成 30 °角，則導(dǎo)線中的感應(yīng)電動勢為 _圖 2答案0.2 V解析EBlvsin 30 ° (1 ×0.2 ×2×sin 30 °) V 0.2 V點評(1) 當(dāng)導(dǎo)體平動垂直切割磁感線時，即B、L、v 兩兩垂直時( 如圖所示 )EBLv.(2) 當(dāng)導(dǎo)體平動但不垂直切割磁感線時即v 與

7、 B 有一夾角，如右圖所示，此時可將導(dǎo)體的速度 v 向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個方向分解，則分速度 v2vcos 不使導(dǎo)體切割磁感線，使導(dǎo)體切割磁感線的是分速度 v1 vsin ，從而使導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： EBLv1BLvsin .特別提醒不要死記公式，要理解含意vsin 是導(dǎo)體切割磁感線的速度4在磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，長為l 的金屬棒 OA在垂直于磁場方向的平面內(nèi)繞O點以角速度 勻速轉(zhuǎn)動，如圖 3 所示，求：金屬棒 OA上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢圖 3答案Bl2 4【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第節(jié)解析由 vr ，可知各點處速度與該點到O 點的距離

8、r 成正比，速度都與棒垂直，我們可以求出棒OA上各點的平均速度 ，即與棒中點的速度相同( 只有成正比例的量，中點值才等于平均值) 可得 EBlv Bl · Bl2 .點評當(dāng)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線時，若棒上各處磁感應(yīng)強度B相同，則可直接應(yīng)用公式EBl2 .【方法技巧練】電動勢公式 En 和 EBLvsin 的選用技巧5如圖 4 所示，兩根相距為l 的平行直導(dǎo)軌abdc，bd 間連有一固定電阻 R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計 MN為放在 ab 和 dc 上的一導(dǎo)體桿，與 ab 垂直，其電阻也為 R.整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為 B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面 ( 指向圖中紙面內(nèi)) 現(xiàn)

9、對 MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度 v 做勻速運動令 U 表示MN兩端電壓的大小，則 U_.圖 4答案Blv2解析此回路的感應(yīng)電動勢有兩種求法(1) 因 B、l 、v 兩兩垂直可直接選用 EBlv得 EvBl(2) 可由法拉第電磁感應(yīng)定律 E求解因在t 時間內(nèi)，桿掃過的面積Slvt所以回路磁通量的變化BSBlvt由 E得 EBlv題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其電動勢E Blv ，其內(nèi)阻等于R，則 U.5/135/13方法總結(jié)求解導(dǎo)體做切割磁感線運動產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電動勢的問題時，兩個公式都可使用6如圖5 所示， A、 B 兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為 10 匝，半徑 rA2rB，圖示區(qū)

10、域內(nèi)有磁感應(yīng)強度均勻減小的勻強磁場，則 A、B 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為 EAEB_，線圈中的感應(yīng)電流之比為IA IB _.圖 5答案11 12解析A、B 兩環(huán)中磁通量的變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由 En 可得EAEB11；又因為R ，故RARB21，所以 IA IB 12.方法總結(jié)當(dāng)導(dǎo)體和磁場間無相對運動時，磁通量的變化完全是由磁場的變化引起的，感應(yīng)電動勢的計算只能采用公式En.7如圖 6 所示，用一阻值為R 的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為 a，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B，垂直穿過金屬環(huán)所在平面電阻為的導(dǎo)體桿 AB，沿環(huán)表面以速度 v 向右滑至環(huán)中央時，桿的端電壓為()圖 6ABavB.

11、BavC.BavD.Bav答案C解析 當(dāng)電阻為的導(dǎo)體桿 AB沿環(huán)表面以速度 v 向右滑至環(huán)中央時，這個回路的總電動勢為： E 2Bav. 并聯(lián)的兩個半圓環(huán)的等效電阻為，桿的端電壓為UABE· Bav.方法總結(jié)當(dāng)磁場和導(dǎo)體間有相對運動，且感應(yīng)電動勢大小在變化，求瞬時感應(yīng)電動勢時，應(yīng)采用公式EBLvsin .6【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第節(jié)8如圖 7 所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下，在磁場中有一邊長為 l 的正方形導(dǎo)線框， ab 邊質(zhì)量為 m，其余邊質(zhì)量不計， cd 邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放，

12、不計摩擦和空氣阻力，金屬框經(jīng)過時間t 運動到豎直位置，此時ab 邊的速度為 v，求：圖 7(1) 此過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大??；(2) 線框運動到豎直位置時線框感應(yīng)電動勢的大小答案 (1) (2)Blv解析(1) 1BSBl2 ，轉(zhuǎn)到豎直位置2021 Bl2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E Bl2t平均感應(yīng)電動勢的大小為EBl2t(2) 轉(zhuǎn)到豎直位置時， bc、ad 兩邊不切割磁感線， ab 邊垂直切割磁感線， EBlv ，此時求的是瞬時感應(yīng)電動勢方法總結(jié)求解某一過程 ( 或某一段時間 ) 中的感應(yīng)電動勢而平均速度又不能求得時，應(yīng)選用公式En. 如問題 (1) ，但求某一瞬時感應(yīng)電動勢時

13、應(yīng)采用EBLvsin .1閉合的金屬環(huán)處于隨時間均勻變化的勻強磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)平面，則 ()A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均勻變化B環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流均勻變化C環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢保持不變D環(huán)上某一小段導(dǎo)體所受的安培力保持不變7/137/13答案C解析磁場均勻變化，也就是說k，根據(jù)感應(yīng)電動勢的定義式， E kS，其中 k 是一個常量，所以圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的數(shù)值是一個常量2單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速運動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖8 所示，則 OD 過程中()圖 8A線圈中 O時刻感應(yīng)電動勢最大B線圈中 D時刻感應(yīng)電動勢為零C線圈中 D時刻感應(yīng)電動勢最大

14、D線圈中 O至 D 時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為0.4 V答案ABD解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中 O 至 D 時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢 E V 0.4 V 由感應(yīng)電動勢的物理意義知，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的大小 和磁通量的改變量 均無必然聯(lián)系，僅由磁通量的變化率決定，而任何時刻磁通量的變化率就是 t 圖象上該時刻切線的斜率，不難看出 O點處切線斜率最大， D 點處切線斜率最小為零，故 A、B、D選項正確3如圖 9 所示，閉合開關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用 0.2 s ，第二次用 0.4 s ，并且兩次的起始和終止位置相同，則()圖 9A第一次磁通量變化較快B第一次 G的最大偏角較大C

15、第二次 G的最大偏角較大8【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第節(jié)D若斷開 S，G均不偏轉(zhuǎn)，故均無感應(yīng)電動勢答案 AB解析將磁鐵插到閉合線圈的同一位置磁通量的變化量相同，而用的時間不同，所以磁通量的變化率不同，第一次時間短變化快，感應(yīng)電動勢大，故A、B 正確；若斷開 S，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，故 D錯誤4一閉合線圈放在隨時間均勻變化的磁場中，線圈平面和磁場方向垂直若想使線圈中的感應(yīng)電流增強一倍，下述方法可行的是()A使線圈匝數(shù)增加一倍B使線圈面積增加一倍C使線圈匝數(shù)減少一半D使磁感應(yīng)強度的變化率增大一倍答案D解析 根據(jù) EnnS 求電動勢，考慮到當(dāng) n、S 發(fā)生

16、變化時導(dǎo)體的電阻也發(fā)生了變化若匝數(shù)增加一倍，電阻也增加一倍，感應(yīng)電流不變，故 A 錯；若匝數(shù)減少一半，感應(yīng)電流也不變，故 C 錯；若面積增加一倍，長度變?yōu)樵瓉淼谋叮虼穗娮铻樵瓉淼谋?，電流為原來的倍，故B 錯， D正確5在圖 10 中， EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻不計， R 為電阻， C 為電容器， AB為可在 EF 和 GH上滑動的導(dǎo)體橫桿有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面若用 I1 和 I2 分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB()圖 10A勻速滑動時， I1 0，I2 0B勻速滑動時， I1 0，I2 09/139/13C加速滑動時， I1 0，I2 0D加速滑動時， I1 0，I2

17、 0答案D解析導(dǎo)體棒水平運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，對整個電路，可把AB 棒看做電源，等效電路如下圖中(1)(2)所示當(dāng)棒勻速滑動時，電動勢 E 不變，故I1 0，I2 0. 當(dāng)棒加速運動時，電動勢E 不斷變大，電容器不斷充電，故I1 0，I2 0.6如圖 11 所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a 的半圓形閉合回路虛線 MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v 向右勻速進(jìn)入磁場，直徑 CD始終與 MN垂直從D點到達(dá)邊界開始到C 點進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()圖 11A感應(yīng)電流大小不變BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值EmBavD感應(yīng)電動勢平均值Bav答案C

18、D解析在閉合電路進(jìn)入磁場的過程中，導(dǎo)體的等效切割長度發(fā)生變化，電路的感應(yīng)電動勢變化，故感應(yīng)電流大小變化，選項A 錯誤 CD 段與磁感應(yīng)強度垂直，且回路中有電流，故受安培力作用，選項 B 錯誤當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場一半時，這時有效切割長度最大為 a，所以感應(yīng)電動勢最大值EmBav，C 正確感應(yīng)電動勢平均值 Bav.D 正確7如圖 12 所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN.拉動 MN，使它以速度 v 向右勻速運動，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在 MN運動的過程中，閉合回路的()10【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第一章電磁感應(yīng)第節(jié)圖 12A

19、感應(yīng)電動勢保持不變B感應(yīng)電流保持不變C感應(yīng)電動勢逐漸增大D感應(yīng)電流逐漸增大答案BC8如圖13 所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒 ab 以水平初速度 v0 拋出，設(shè)在整個過程中棒的運動方向不變且不計空氣阻力，則在金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是 ()圖 13A越來越大B越來越小C保持不變D無法判斷答案C解析金屬棒水平拋出后，在垂直于磁場方向上的速度不變，由 EBLv0 知，感應(yīng)電動勢不變，故C正確9粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如下圖所示，則在

20、移動過程中線框的一邊a、b 兩點間電勢差絕對值最大的是()答案B解析正方形線框的一條邊在做切割磁感線運動，產(chǎn)生的電動勢在做切割運動的這條邊中，設(shè)線框中的電動勢為 E，則根據(jù)歐姆定律可知，在圖 A、C、 D 的情況下， a、b 兩點間的電勢差大小為 E/4 ，在圖 B 的情況下 a、b 兩點間的電勢差大小為 3E/4，故選 B.10穿過單匝閉合線圈的磁通量隨時間變化的t圖象如圖14 所示，由圖知05 s 線圈中感應(yīng)電動勢大小為_V,5 s 10 s 線圈中感應(yīng)電動勢大小為_V,10 s 15 s 線圈中感應(yīng)電11/1311/13動勢大小為 _V.圖 14答案10211如圖 15 所示， abcd 是一邊長為l的勻質(zhì)正方形導(dǎo)線框，總電阻為R，今使線框以恒定速度v 水平向右穿過方向垂