選修3-2 第九章第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時(shí)作業(yè)命 題 設(shè) 計(jì)難度目標(biāo)題號(hào) 較易中等稍難單一目標(biāo)法拉第電磁感應(yīng)定律2、3、4、67、8、9自感、互感1、5綜合目標(biāo)綜合應(yīng)用1011、12一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1(2010·安慶模擬)在圖1所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤(pán)中央，當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向左擺在電路接通后再斷開(kāi)的瞬間，下列說(shuō)法中符合實(shí)際情況的是()AG1表指針向左擺，G2表指針向右擺BG1表指針向右擺，G2表指針向左擺CG1、G2表的指針都向左擺DG1、G2表的指針都向右擺解析：電路接通后線圈中電流方向向右，當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，線圈中電流減小，產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)，與G2和電阻組成閉合回路，所以G1中電流方向向右，G2中電流方向向左，即G1指針向右擺，G2指針向左擺B項(xiàng)正確答案：B2(2009·山東高考)如圖2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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是()A感應(yīng)電流方向不變BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em2BavD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值Bav解析：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向不變A正確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值即切割磁感線等效長(zhǎng)度最大時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，故EmBav，C錯(cuò)誤B·a2t由得Bav，D錯(cuò)誤答案：A3如圖3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板()A不帶電B所帶電荷量與t成正比C帶正電，電荷量是D帶負(fù)電，電荷量是解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0Kt(K>0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律ESKS，而S，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量QEC；由楞次定律知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確答案：D4如圖4甲所示，水平面上的平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒中間用絕緣絲線系住開(kāi)始，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖4乙所示I和FT分別表示流過(guò)導(dǎo)體棒中的電流和絲線的拉力則在t0時(shí)刻()AI0，F(xiàn)T0BI0，F(xiàn)T0CI0，F(xiàn)T0 DI0，F(xiàn)T0解析：t0時(shí)刻，磁場(chǎng)變化，磁通量變化，故I0；由于B0，故ab、cd所受安培力均為零，絲線的拉力為零C項(xiàng)正確答案：C5如圖5所示是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖將銅盤(pán)放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤(pán)；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤(pán)的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，就可以使閉合電路獲得電流若圖中銅盤(pán)半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)的角速度為.則下列說(shuō)法正確的是()A回路中有大小和方向周期性變化的電流B回路中電流大小恒定，且等于C回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán)D若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤(pán)的正弦變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，燈泡中也會(huì)有電流流過(guò)解析：把銅盤(pán)看做若干條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當(dāng)銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每根銅棒都在切割磁感線，相當(dāng)于電源，由右手定則知，中心為電源正極，盤(pán)邊緣為負(fù)極，若干個(gè)相同的電源并聯(lián)對(duì)外供電，電流方向由b經(jīng)燈泡再?gòu)腶流回銅盤(pán)，方向不變，C對(duì)，A錯(cuò)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLBL2，所以電流I，B錯(cuò)當(dāng)銅盤(pán)不動(dòng)，磁場(chǎng)按正弦規(guī)律變化時(shí)，銅盤(pán)中形成渦流，但沒(méi)有電流通過(guò)燈泡，D錯(cuò)答案：C6(2009·安徽高考)如圖6甲所示，一個(gè)電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O分別是ab邊和cd邊的中點(diǎn)現(xiàn)將線框右半邊ObcO繞OO逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到圖6乙所示位置在這一過(guò)程中，導(dǎo)線中通過(guò)的電荷量是()A. B.C.D0解析：甲圖中，磁通量1BS，乙圖中穿過(guò)線圈的磁通量等于零，根據(jù)公式q，A正確答案：A7如圖7所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來(lái)測(cè)自感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后，將電路解體時(shí)應(yīng)先()A斷開(kāi)S1B斷開(kāi)S2C拆除電流表D拆除電阻R解析：當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電壓表與線圈L并聯(lián)；當(dāng)S2閉合而S1斷開(kāi)時(shí)，電壓表與線圈L串聯(lián)，所以在干路斷開(kāi)前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反只要不斷開(kāi)S2，線圈L與電壓表就會(huì)組成回路，在斷開(kāi)干路時(shí)，L中產(chǎn)生與原來(lái)電流同方向的自感電流，使電壓表中指針?lè)聪蜣D(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表正確答案為B.答案：B8如圖8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(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))現(xiàn)對(duì)桿MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)令U表示MN兩端電壓的大小，則()AUBlv，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dBUBlv，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bCUBlv，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dDUBlv，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b解析：導(dǎo)體桿向右勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv，R和導(dǎo)體桿形成一串聯(lián)電路，由分壓原理得U·RBlv，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向由NMbd，所以A選項(xiàng)正確答案：A9如圖9所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于ab棒斜向下從某時(shí)刻開(kāi)始磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小(假設(shè)不會(huì)減至零)，同時(shí)施加一個(gè)水平外力F使金屬棒ab保持靜止，則F b ()A方向向右，且為恒力 B方向向右，且為變力C方向向左，且為變力 D方向向左，且為恒力解析：根據(jù)楞次定律，B減小時(shí)，磁通量減小，為阻礙減小，ab產(chǎn)生向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故外力F方向向左再根據(jù)電磁感應(yīng)定律，E，B均勻減小，故不變，E不變，I不變F安BIL均勻減小，故F為變力C項(xiàng)正確答案：C二、計(jì)算題(本題共3小題，共37分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10(11分)(2010·滁州模擬)如圖10甲所示，一正方形金屬線框位于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著邊界t0時(shí)刻對(duì)線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0穿出磁場(chǎng)圖10乙所示為外力F隨時(shí)間t變化的圖象若線框質(zhì)量為m、電阻R及圖象中的F0、t0均為已知量，則根據(jù)上述條件，請(qǐng)你推出： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式；(2)線框左邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)前瞬間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的表達(dá)式解析：(1)線框運(yùn)動(dòng)的加速度：a線框邊長(zhǎng)：lat02線框離開(kāi)磁場(chǎng)前瞬間速度：vat0由牛頓第二定律知：3F0ma解式得，B (2)線框離開(kāi)磁場(chǎng)前瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：EBlv解式得：E .答案：(1) (2) 11(12分)如圖11甲所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于光滑的桌面，圖甲中的虛線為磁場(chǎng)的邊界線，邊界線右側(cè)的磁場(chǎng)區(qū)域足夠大；質(zhì)量為m、電阻為R的矩形金屬線圈abcd平放在桌面上，線圈的長(zhǎng)和寬分別為l和2l，線圈的一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外；t0時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開(kāi)始均勻減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場(chǎng)力作用下線圈的vt圖象如圖11乙所示，圖乙中的斜向虛線為t0時(shí)刻速度圖線的切線，數(shù)據(jù)由圖中給出求： (1)t0時(shí)刻金屬線圈的加速度；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.解析：(1)由vt圖象知，t0時(shí)刻的加速度為a.(2)t0時(shí)刻E·S·l2回路中電流I此時(shí)安培力FB0Il由牛頓第二定律得Fma聯(lián)立上述各式得.答案：(1)(2)12(14分)(2009·全國(guó)卷)如圖12所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率k，k為負(fù)的常量用電阻率為、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的方框，將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中求：(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小；(2)磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率解析：(1)導(dǎo)線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為El2B導(dǎo)線框中的電流為I式中R是導(dǎo)線框的電阻，根據(jù)電阻率公式有R聯(lián)立式，將k代入得I(2)導(dǎo)線框所受磁場(chǎng)的作用力的大小為FBIl它隨時(shí)間的變化率為Il由式得.答案：(1)(2)內(nèi)容總結(jié)（1）選修3-2 第九章第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流課時(shí)作業(yè)一、選擇題(本題共9小題，每小題7分，共63分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1(2010·安慶模擬)在圖1所示的電路中，兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤(pán)中央，當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向右擺