【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)14《電磁感應(yīng)》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)14《電磁感應(yīng)》學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律，下列說法正確的是（）A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過閉合電路的磁通量成正比B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過閉合電路的磁通量的變化量成正比C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過閉合電路的磁通量的變化率成正比D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與閉合電路所圍面積成正比2.如圖甲所示，在圓形線框的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開頭時(shí)磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里．若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B依據(jù)圖乙所示規(guī)律變化，則線框中的感應(yīng)電流I（取逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍╇S時(shí)間t的變化圖線是（）A.B.C.D.3.在如圖所示的電路中，兩個(gè)相同的電流表，零刻點(diǎn)在刻度盤的中心．當(dāng)電流從“+”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；當(dāng)電流從“﹣”接線柱流入時(shí)，指針向左擺．在電路接通且穩(wěn)定時(shí)再斷開開關(guān)的瞬間，下列說法正確的是（）A．G1指針向右擺，G2指針向左擺B．G1指針向左擺，G2指針向右擺C．兩指針都向右擺D．兩指針都向左擺4.如圖，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連，質(zhì)量為m．電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)．整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一不行伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)．現(xiàn)若從靜止開頭釋放物塊（物塊不會(huì)觸地，且導(dǎo)體棒不脫離導(dǎo)軌），用h表示物塊下落的高度，g表示重力加速度，其他電阻不計(jì)，則（）A．電阻R中的感應(yīng)電流方向由a到cB．物體下落的最大加速度為gC．若h足夠大，物體下落的最大速度為D．通過電阻R的電量為5.如圖所示，虛線MN上方存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN下方存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．足夠長(zhǎng)的不等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．兩個(gè)金屬棒通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，其中光滑金屬棒AB質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R；金屬棒CD質(zhì)量為2m、長(zhǎng)為2L、電阻為2R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．若AB棒在外力F的作用下向上做勻速運(yùn)動(dòng)，CD棒向下做勻速運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．AB棒中電流方向從A到BB．AB棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度C．AB桿所受拉力F=mg+mgD．時(shí)間t內(nèi)CD棒上的焦耳熱為6.如圖所示，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面對(duì)里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度按下列哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力（）A．B．C．D．二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.在如圖所示的試驗(yàn)裝置中，已知靈敏電流計(jì)的電流從“＋”接線柱流入時(shí)指針從刻度盤正中間向右偏，從“—”接線柱流入時(shí)指針向左偏。（螺線管A線圈上端與左側(cè)接線柱相連，線圈下端與右側(cè)接線柱相連）(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏。(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電流表指針向____偏。8.某愛好小組的一同學(xué)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的原線圈A、副線圈B、電流計(jì)及開關(guān)按圖示方式連接來爭(zhēng)辯電磁感應(yīng)現(xiàn)象．（1）將原線圈A插入副線圈B中，閉合開關(guān)瞬間，副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的方向

（選填“相同”或“相反”）。（2）該同學(xué)發(fā)覺：在原線圈A放在副線圈B中的狀況下，將開關(guān)接通的瞬間電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，則開關(guān)閉合后將變阻器的滑動(dòng)片P快速向接線柱C移動(dòng)過程中，電流計(jì)指針將

（選填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。若要看到電流計(jì)指針向右偏，請(qǐng)你說出兩種具體做法：①

；②

。三、計(jì)算題（本題共3道小題）9.半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖1所示．有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖2所示．在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，質(zhì)量為m，電荷量為+q的靜止微粒，微粒在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與AB板發(fā)生碰撞，則：（1）t1=0.5s時(shí)兩板電勢(shì)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.如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻．有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（2）cd離NQ的距離s（3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量（4）若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0，從今時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度漸漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）．11.如圖所示，在傾角為θ=30°的光滑絕緣斜面abcd上有一垂直斜面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上下有邊界且與斜面底邊cd平行，虛線為磁場(chǎng)的邊界線．在斜面上有一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg、電阻為R=0.27Ω、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=60cm的正方形金屬線框，相距s=90cm．將線框從靜止開頭釋放，沿斜面滑下，線框底邊始終與斜面底邊平行．若線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好能做勻速運(yùn)動(dòng)．求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若線框的下邊通過磁場(chǎng)的時(shí)間為t=0.6s，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度l為多少？（3）若線框上邊框穿出磁場(chǎng)前也已勻速運(yùn)動(dòng)，則線框在穿過磁場(chǎng)的整個(gè)過程中能產(chǎn)生多少的焦耳熱．（重力加速度g=10m/s2）

試卷答案1.解：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n，得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比．A、磁通量越大，是Φ大，但△Φ及，則不愿定大，故A錯(cuò)誤；B、磁通量變化越大，則不知磁通量的變化時(shí)間，故

不愿定越大，故B錯(cuò)誤；C、磁通量變化的快慢用，表示，磁通量變化得快，則比值就大，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，故C正確；D、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與閉合電路所圍面積無關(guān)，故D錯(cuò)誤．故選：C．2.磁感應(yīng)強(qiáng)度在0到t1內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，隨著磁場(chǎng)的均勻變大，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化率不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，感應(yīng)電流的大小也不變；由于磁感線是向里在減小，向外在增大．所以由楞次定律可得線圈感應(yīng)電流是順時(shí)針，由于環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向?yàn)檎较?，則感應(yīng)電流為負(fù)的．同理，磁感應(yīng)強(qiáng)度在t1到t2內(nèi)，感應(yīng)電流不變，且電流方向?yàn)檎灾挥蠧選項(xiàng)正確，ABD均錯(cuò)誤．故選：C．3.解：電路穩(wěn)定后斷開，通過電阻這一支路的電流馬上消逝，由于電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用，會(huì)阻礙其減小，通過電感器的電流，且流過電阻．所以含有電感器的支路的電流從“+”接線柱流入，G1指針向右擺．含有電阻的支路電流從“﹣”接線柱流入，G2指針向左擺．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．故選：A．4.解：A、從靜止開頭釋放物塊，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a，故A錯(cuò)誤．B、設(shè)導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F，依據(jù)牛頓其次定律得：物塊的加速度a=，當(dāng)F=0，即剛釋放導(dǎo)體棒時(shí)，a最大，最大值為g．故B錯(cuò)誤．C、物塊和滑桿先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度最大，則有mg=F，而F=BIl，I=，解得物體下落的最大速度為v=．故C正確．D、通過電阻R的電量q===．故D正確．故選：CD．5.解：A、依據(jù)右手定則可知，AB棒中電流方向由B到A，故A錯(cuò)誤；B、令A(yù)B棒的速度為v1，所以電路的電流I=，對(duì)于CD棒的勻速運(yùn)動(dòng)有：2mg=μIB2L，聯(lián)立上式可解得，故B正確；C、由AB棒勻速上升，故有F=mg+BIL，代入、I=，可得F=mg+，故C正確；D、CD棒上的焦耳熱Q=I22Rt=，故D錯(cuò)誤．6.解：導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力，依據(jù)楞次定律的另一種表述，可見原磁場(chǎng)磁通量是減小，即螺線管和abcd構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在減?。罁?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E=NS，則感應(yīng)電流I=，可知減小時(shí)，感應(yīng)電流才減?。瓵選項(xiàng)減小，B選項(xiàng)也減小，C、D選項(xiàng)不變．所以A、B正確，C、D錯(cuò)誤．故選：AB．7.8.9.解：（1）兩板電勢(shì)差等于圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得兩極板間的電勢(shì)差為：UAB=πr2=1×π×r2=πr2（2）第1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，依據(jù)楞次定律知，上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，微粒向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，則加速度為：a==第一秒末微粒的速度為：v=at=（3）第1s內(nèi)下極板為正極，微粒向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)，上極板為正極，微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到零，第3s回微粒向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第4s內(nèi)，微粒向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到零，依據(jù)運(yùn)動(dòng)過程的對(duì)稱性，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內(nèi)的位移大小，運(yùn)用逆向思維可得0到3.5s微粒的位移為：x==答：（1）t1=0.5s時(shí)兩板電勢(shì)差UAB為πr2．（2）第一秒末微粒的速度為．（3）0到3.5s微粒的位移大小為．10.解：（1）當(dāng)v=0時(shí)，a=2m/s2由牛頓其次定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=maμ=0.5

（2）由圖象可知：vm=2m/s

當(dāng)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，有FA=B0IL切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=B0Lv平衡方程：mgsinθ=FA+μmgcosθr=1Ω電量為：s=2m（3）產(chǎn)生熱量：WF=Q總=0.1J（4）當(dāng)回路中的總磁通量不變時(shí)，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．此時(shí)金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)．

牛頓其次定律：mgsinθ﹣μmgcosθ=maa=g（sinθ﹣μcosθ）=10×（0.6﹣0.5×0.8）m/s2=2m/s2則磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間變化關(guān)系：．所以：（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5（2）cd離NQ的距離2m（3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量0.08J（4）若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0，從今時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度漸漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，11.解：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前沿斜面對(duì)下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)底邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，則由動(dòng)能定理得

mv2=mgssinθ得v=3m/s線框底邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=IR畫出線框受力的側(cè)視圖如圖所示．勻速運(yùn)動(dòng)，有：mgsinθ=BIL聯(lián)立解得：B=0.5T（2）線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受安培力，而做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a=gsinθ=5m/