法拉第電磁感應(yīng)定律同步作業(yè)-【新教材】人教版高中物理選擇性必修（word含答案）

高中物理選擇性必修第二冊第二章電磁感應(yīng)第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律（動力學(xué)能量的綜合）一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（垂直紙面向里）．現(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v水平向右做勻速運(yùn)動．令U表示MN兩端電壓的大小，則（）A．，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)R到dB．，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d經(jīng)R到bC．MN受到的安培力大小，方向水平向右D．MN受到的安培力大小，方向水平向左2．如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，v1=2v2，則在先后兩種情況下（）A．線圈中的感應(yīng)電動勢之比為：：2B．線圈中的感應(yīng)電流之比為：：1C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比：：1D．通過線圈某截面的電荷量之比：：13．如圖所示，金屬棒MN，在豎直放置的兩根平行導(dǎo)軌上無摩擦地下滑，導(dǎo)軌間串聯(lián)一個(gè)電阻，磁感強(qiáng)度垂直于導(dǎo)軌平面，金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，設(shè)MN下落過程中，電阻R上消耗的最大功率為P，要使R消耗的電功率增大到4P，可采取的方法是（）A．使MN的質(zhì)量增大到原來的2倍B．使磁感強(qiáng)度B增大到原來的2倍C．使MN和導(dǎo)軌間距同時(shí)增大到原來的2倍D．使電阻R的阻值減到原來的一半4．在光滑水平面上，一質(zhì)量為，邊長為的正方形導(dǎo)線框，在水平向右的恒力F的作用下穿過某勻強(qiáng)磁場，該磁場的方向豎直向下．寬度為，俯視圖如圖所示．已知dc邊進(jìn)入磁場時(shí)的速度為，ab邊離開磁場時(shí)的速度仍為．下列說法正確的是（）A．線框進(jìn)入和離開磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B．線框進(jìn)入和離開磁場時(shí)受到的安培力方向相反C．線框穿過磁場的過程中一直做勻速直線運(yùn)動D．線框穿過磁場過程中恒力F做的功等于線框產(chǎn)生的焦耳熱5．如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，其余電路電阻都不計(jì)，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，速度為v．下列說法錯(cuò)誤的是（）A．導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減少的加速運(yùn)動B．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度為C．導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢高D．導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱等于重力所做的功6．如圖所示，固定在同一絕緣水平面內(nèi)的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距為，其左側(cè)用導(dǎo)線接有兩個(gè)阻值均為的電阻，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上、大小為的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為的金屬桿垂直于導(dǎo)軌放置，已知桿接入電路的電阻為，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，對桿施加方向水平向右、大小為的拉力，桿從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動，桿與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小，則當(dāng)桿的速度大小為時(shí)（）A．桿的加速度大小為B．通過桿的電流大小為，方向從到C．桿兩端的電壓為D．桿產(chǎn)生的電功率為7．如圖所示，由同種材料制成，粗細(xì)均勻，邊長為L、總電阻為R的單匝正方形閉合線圈MNPQ放置在水平面上，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場，磁場兩邊界成θ=角?，F(xiàn)使線圈以水平向右的速度ν勻速進(jìn)入磁場，則（）A．當(dāng)線圈中心經(jīng)過磁場邊界時(shí)，N、P兩點(diǎn)間的電勢差U=BLvB．當(dāng)線圈中心經(jīng)過磁場邊界時(shí)，線圈所受安培力大小C．線圈從開始進(jìn)入磁場到其中心經(jīng)過磁場邊界的過程中，回路中的平均電功率D．線圈從開始進(jìn)入磁場到其中心經(jīng)過磁場邊界的過程中，通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量8．如圖，空間中存在一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁場方向與豎直面（紙面）垂直，磁場的上、下邊界（虛線）均為水平面，間距為，紙面內(nèi)磁場上方有一個(gè)質(zhì)量為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，邊長為，其上、下兩邊均與磁場邊界平行，若線框從上邊界上方某處自由下落，恰能勻速進(jìn)入磁場，則（）A．線框釋放處距離磁場上邊界的高度為B．線圈進(jìn)入磁場的過程中機(jī)械能的減少量為C．線圈進(jìn)入磁場的過程中流過線圈橫截面的電量為D．線圈的邊到達(dá)磁場下邊界時(shí)的速度為9．如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接.右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻，平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止，已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度為g。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（）A．流過金屬棒的最大電流為B．通過金屬棒的電荷量為C．克服安培力所做的功為mghD．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg(h－μd)10．如圖所示，兩足夠長的光滑導(dǎo)軌水平放置，相距為d，左端MN用直導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌及直導(dǎo)線的電阻都不計(jì)。阻值為r的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動，整個(gè)裝置處于豎直向下的均勻磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=kt的規(guī)律隨時(shí)間變化（k為常數(shù)）。在水平外力的作用下，金屬棒ab從t=0時(shí)刻開始，以速度v沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，已知t=t0時(shí)刻，拉力大小為F，則下列說法正確的是（）A．回路中感應(yīng)電動勢的大小為ktdvB．回路中電流方向?yàn)镸abNC．t=t0時(shí)刻，回路中的電功率小于D．t=t0時(shí)刻，回路中的電功率大于二、多項(xiàng)選擇題11．如圖，水平固定的光滑U型金屬導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌間距為L。一金屬棒從導(dǎo)軌右端以大小為v的速度滑上導(dǎo)軌，金屬棒最終停在導(dǎo)軌上。已知金屬棒的質(zhì)量為m、長度為L、電阻為R，金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，則（）A．金屬棒靜止前做勻減速直線運(yùn)動B．金屬棒剛滑上導(dǎo)軌時(shí)的加速度最大C．金屬棒速度為時(shí)消耗的電功率為D．金屬棒從滑上導(dǎo)軌到靜止的過程中產(chǎn)生的熱量為12．如圖所示，足夠長且電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，間距為L＝m，一勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R＝Ω的電阻，質(zhì)量為m＝kg、電阻不計(jì)的金屬棒ab垂直緊貼在導(dǎo)軌上。現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，經(jīng)過一段時(shí)間金屬棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這段時(shí)間內(nèi)通過R的電荷量為C，則在這一過程中（g取10m/s2）（）A．棒ab所受安培力的最大值為N B．這段時(shí)間內(nèi)，棒ab下降的高度mC．重力的最大功率為W D．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為J13．兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示除電阻R外其余電阻不計(jì)現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB．金屬棒向下運(yùn)動時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)镃．金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為D．金屬棒下落過程中，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少14．兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時(shí)，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動。重力加速度為g。以下說法正確的是（）A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為B．cd桿電流從d到cC．回路中的電流強(qiáng)度為D．μ與v1大小的關(guān)系為15．如圖所示，兩根固定的光滑平行金屬軌道間距，其中部分為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧，半徑，部分在水平面內(nèi)且足夠長。導(dǎo)軌所在空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，在導(dǎo)軌最右端接有一阻值的定值電阻。一質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌的位置處由靜止釋放，導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度，則在導(dǎo)體棒運(yùn)動的整個(gè)過程中，下列說法正確的是（）A．導(dǎo)體棒運(yùn)動到剛進(jìn)入磁場時(shí)，加速度大小為B．導(dǎo)體棒運(yùn)動到剛進(jìn)入磁場時(shí)，電阻R兩端的電壓為C．電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為D．通過電阻的電荷量為三、填空題16．如圖所示，光滑的形金屬導(dǎo)軌水平放置，不計(jì)電阻，寬度，左端的間接有定值電阻,電阻的金屬棒重直導(dǎo)軌放置在兩條導(dǎo)軌上，并用水平絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪連接質(zhì)量的重物，重物靜止在地面上，細(xì)線拉直，已知間距離.某時(shí)刻開始，導(dǎo)軌平面內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度從零開始隨時(shí)間均勻增大，變化率.則重物未離開地面前通過的電流為_______，當(dāng)重物對地面的壓力為零時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為_______．(取)17．如圖所示，豎直平行放置的足夠長的光滑導(dǎo)軌，相距，電阻不計(jì)，上端接有阻值為的電阻，下面連有一根接觸良好的能自由運(yùn)動的水平導(dǎo)體棒，重力，電阻為，在導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為.現(xiàn)使導(dǎo)體棒在重力的作用下向下運(yùn)動，則導(dǎo)體棒下落的最大速度為_______；導(dǎo)體棒兩端的最大電壓為__________V；上端電阻的最大功率_____W.18．如圖甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=，電阻R=Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道向下?，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。桿的質(zhì)量m=______kg，桿的加速度a=_________m/s2。四、解答題19．如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=的光滑金屬“U”型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌右端接有R=1Ω的電阻，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=1m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m=、內(nèi)阻r=1Ω導(dǎo)體棒ab以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，g取10m/s2．（1）求第一秒內(nèi)流過ab電流的大小及方向；（2）求ab棒進(jìn)磁場瞬間的加速度大?。唬?）導(dǎo)體棒最終停止在導(dǎo)軌上，求全過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱．20．如圖所示，間距、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾角，底端接一阻值為的電阻，質(zhì)量的金屬棒通過跨過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線與質(zhì)量的重錘相連，滑輪左側(cè)細(xì)線與導(dǎo)軌平行，金屬棒電阻（其他電阻均不計(jì)），金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，二者間的動摩擦因數(shù)，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，已知重力加速度，，現(xiàn)將重錘由靜止釋放．求：(1)剛釋放重錘瞬間重錘的加速度a；(2)重錘的最大速度v；(3)重錘下降時(shí)，其速度已經(jīng)達(dá)到最大速度v，求電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。21．如圖所示，MN、PQ兩條足夠長平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30°角固定，導(dǎo)軌間距L=，M、P接入最大阻值為10Ω的滑動變阻器R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。質(zhì)量為m=的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的阻值為r=Ω?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，已知重力加速度g取10m/s2，軌道足夠長且電阻不計(jì)，忽略空氣阻力。(1)當(dāng)滑動變阻器R調(diào)整到4Ω時(shí)，求導(dǎo)體棒下滑的最大速度；(2)當(dāng)滑動變阻器R調(diào)整到9Ω時(shí)，金屬桿自靜止下滑s=250m時(shí)已經(jīng)開始勻速下滑，求下滑250m所用時(shí)間t。參考答案一、單項(xiàng)選擇題12345678910ACADCCDBDD二、多項(xiàng)選擇題1112131415BCBDABCBDAD三、填空題16．2017．1081618．10m/s2四、解答題19．（1）,方向由a流向b（2）s2（3）【解析】（1）第一秒內(nèi)磁場隨時(shí)間均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律有所以流過ab的電流方向：由a流向b；（2）依題意可知ab棒在1s末時(shí)刻進(jìn)入磁場（速度仍為v0），此后磁感應(yīng)強(qiáng)度保持不變則E2=Bdv0=F=BI2d由牛頓第二定律，有BI2d=ma所以a=s2（3）依據(jù)焦耳定律Q1＝I12（R+r）t1＝功能關(guān)系，則有全過程回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=Q1+Q2=20．(1)；(2)；(3)【解析】(1)剛釋放重錘瞬間，以重錘為對象，根據(jù)牛頓第二定律得①以金屬棒為對象，根據(jù)牛頓第二定律得②由①②式解得(2)重錘和金屬棒勻速運(yùn)動時(shí)，重錘的速度最大。因?yàn)橹劐N勻速運(yùn)動，細(xì)線