2013高中物理44《法拉第电磁感应定律》课下作业1新人教选修32.doc

PAGE  PAGE - 5 - 2013物理人教选修3-2 4.4《法拉第电磁感应定律》课下作业(1) 1．关于反电动势，下列说法中正确的是(　　) A．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势 C．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D．反电动势就是发电机产生的电动势 解析：反电动势是与电源电动势相反的电动势，其作用是削弱电源的电动势。产生反电动势的前提是必须有电源存在，故正确答案为C。 答案：C 2.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图1所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　) A．0～2 s　　　　　　 B．2～4 s C．4～5 s D．5～10 s 图1 解析：图像斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小。 答案：D 3．环形线圈放在匀强磁场中，设在第1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图2甲所示。若磁感应强度随时间t的变化关系如图2乙所示，那么在第2 s内，线圈中感应电流的大小和方向是(　　) 图2 A．大小恒定，逆时针方向 B．大小恒定，顺时针方向 C．大小逐渐增加，顺时针方向 D．大小逐渐减小，逆时针方向 解析：由图乙可知，第2 s内eq \f(ΔΦ,Δt)为定值，由E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)S知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定。第2 s 内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A项正确。 答案：A 4．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为(　　) A.eq \f(1,2)　　　　　　　　　　 B．1 C．2 D．4 解析：根据法拉第电磁感应定律E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(Δ?BS?,Δt)，设初始时刻磁感应强度为B0，线圈面积为S0，则第一种情况下的感应电动势为E1＝eq \f(Δ?BS?,Δt)＝eq \f(?2B0－B0?S0,1)＝B0S0；则第二种情况下的感应电动势为E2＝eq \f(Δ?BS?,Δt)＝eq \f(2B0?S0－S0/2?,1)＝B0S0，所以两种情况下线圈中的感应电动势相等，比值为1，故选项B正确。 答案：B 5.在图3中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB(　　) 图3 A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0 C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0 解析：导体杆水平运动时产生感应电动势，对整个电路，可把AB杆看做电源，当杆匀速滑动时，电动势E不变，故I1≠0，I2＝0；当杆加速滑动时，电动势E不断变大，电容器不断充电，故I1≠0，I2≠0。选项D正确。 答案：D 6.如图4所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上，以速度v0向左运动，当棒ab运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为(　　) A．0　　　　　　　　 B．Blv0 图4 C．Blv0/2 D．Blv0/3 解析：切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当运动到虚线位置时，两个半圆相当于并联的外电路，可画出如图所示的等效电路图。 R外＝R并＝eq \f(r,4) I＝eq \f(E,R外＋\f(r,2))＝eq \f(Blv0,\f(3,4)r)＝eq \f(4Blv0,3r) 金属棒两端电势差相当于路端电压 Uab＝IR外＝eq \f(4Blv0,3r)·eq \f(r,4)＝eq \f(1,3)Blv0。 答案：D 7.如图5所示，闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从图中所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3 s 时间拉出，拉动过程中导线ab 所受安培力为F1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，拉动过程中导