高考物理知识点总结《法拉第电磁感应定律及应用》试题巩固(2019年最新版)(六)
2019-05-21 04:14:39
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1、选择题 如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ.一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部.环中通以恒定的电流I后圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环上升的最大高度为H.已知重力加速度为g,磁场的范围足够大.在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是( ) A.在时间t内安培力对圆环做功为mgH B.圆环先做加速运动后做减速运动 C.圆环运动的最大速度为 -gt D.圆环先有扩张后有收缩的趋势
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参考答案:环中通以恒定电流I后,圆环所受安培力为BI2πr,则在竖直方向的分力为2πrBIcosθ, A、C由牛顿第二定律,可得:BI2πrcosθ-mg=ma,则圆环向上的加速度为a=2πBIrcosθm-g, 则竖直方向上,在电流未撤去时,圆环将做匀加速直线运动,经过时间t,速度会达到最大值,由v=at得 v=2πBIrtcosθm-gt,故C项错误; 在时间t内,上升的高度h=12at2,则安培力对圆环做功为W=Fh,故A错误; B、圆环先向上加速运动,当电流撤去后,由于惯性,圆环继续向上运动,在磁场中切割磁感线而做变减速运动,故B项正确; D、圆环通电流时,电流方向为顺时针,安培力分量指向圆心,有收缩的趋势,撤去电流后,切割产生的感应电流为逆时针,则安培力分量背离圆心,则有扩张的趋势,故D项错误. 故选:B.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻.导体棒ab长l=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T.现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.
 (1)ab中的感应电动势多大?(4分) (2)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则电路中的电流多大?(4分)
参考答案:2.0V,0.5A
本题解析:1)ab中的感应电动势 E=Bl v?① 代入数值,得E=2.0V?② (2)由闭合电路欧姆定律,回路中的电流
?③ 代入数值,得I=0.5A?④ 点评:导体棒在匀强磁场中沿水平导轨做匀速运动,棒切割磁感线产生电动势,导致电路中出现感应电流,棒受到安培力作用,由右手定则可确定安培力的方向.由棒中的感应电动势根据殴姆定律可求出电路中的电流及R消耗的功率.
本题难度:一般
3、选择题 下列对法拉第电磁感应定律E=n 的理解正确的是(?) A.E表示?t时间内的平均感应电动势 B.感应电动势E与磁通量变化量?Ф成正比 C.要求电路必须是闭合回路才能产生感应电动势 D.该定律只对由磁感应强度的变化引起的电磁感应适用
参考答案:A
本题解析:从公式可以得知A对;当时间间隔和线圈匝数都不变,才可说E与?Ф成正比,B错;?Ф=BS,只要?Ф有变化,是B或S都可以,因此C错;只要导线有切割磁感线,就会产生电动势,不需要闭合回路,D错。 点评:正确理解公式的物理意义是解题的关键
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,平行光滑导轨OPQ、O
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 矩形线圈abcd,长ab="20cm" ,宽bc="10cm," 匝数n=200,线圈回路总电阻R= 50Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所示,求
 (1)线圈回路的感应电动势。 (2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。
参考答案:(1)2V(2)0.32N
本题解析: 从图象可知,与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的,穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大,线圈回路中产生的感应电动势是不变的,可用法拉第电磁感应定律来求。 (1)感应电动势E= =n = 200× ×0.02 =2V? (2) I= ?= A=0.04A? 当t=0.3s时,B=20×10-2 T? F=nBIL=200×20×10-2×0.04×0.2N="0.32N" 点评:本题考察了常规的法拉第电磁感应定律的理解和应用,在解题时要注意磁通量的变化率通过图像斜率求解。
本题难度:一般
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