2018_2019学年(精篇—1)高中物理第四章电磁感应课后提升作业三4.4法拉第电磁感应定律新人教版选修3_22019
精品-新人教版2018_2019学年高中物理第四章电磁感应课后提升作业一4.1_4.2划时代的发现探究感应电流的产生

毕业论文排版问题毕业论文排版问题毕业论文是每个大学生在完成学业之前必须要完成的一项重要任务。
而在论文的写作过程中,排版问题是一个不可忽视的环节。
良好的排版能够提升论文的可读性和专业感,进一步展现作者的学术水平。
然而,很多学生在处理毕业论文的排版问题时经常遇到困惑和挫折。
本文将从几个方面探讨毕业论文排版问题,并提供一些解决方案。
首先,毕业论文的字体选择是一个值得关注的问题。
正确选择合适的字体可以使论文看起来更加整洁和专业。
一般来说,宋体和仿宋是较为常见的选择,因为它们在打印和显示上都有良好的可读性。
此外,字体的大小也需要注意。
正文一般选择小四号字,标题可以适当放大一些,以突出重点。
另外,行间距和段间距也需要合理调整,以保证整篇论文的版面整齐统一。
其次,论文的页边距也是需要注意的地方。
合理设置页边距可以使论文的版面更加美观和舒适阅读。
一般来说,上下左右的页边距可以设置为2.5厘米左右,这样既能保证文字不会太过拥挤,又能使页面看起来更加整洁。
同时,页眉和页脚的设置也需要注意。
页眉一般包括论文的标题或者题目简写,页脚一般包括页码和日期。
通过设置合适的页眉和页脚,可以使论文更加规范和专业。
另外,毕业论文中的图表排版也是需要重视的问题。
图表是论文中展示数据和结果的重要工具,而良好的图表排版能够使读者更加直观地理解论文的内容。
在插入图表时,需要注意图表的大小和位置。
一般来说,图表的大小应适中,不宜过大或者过小。
同时,图表的位置应与相应的文字内容相符,使读者可以方便地查看图表并理解其含义。
此外,图表的标注和说明也是需要注意的地方。
图表的标题应简明扼要,图表的坐标轴和单位也应清晰明了。
最后,参考文献的排版也是毕业论文中一个关键的环节。
正确引用和排版参考文献是体现学术诚信的重要方面。
在引用参考文献时,需要遵循相应的引用规范,如APA、MLA等。
参考文献的排版一般按照作者、题目、期刊/书名、卷号、页码等信息进行排列。
浙江省2018-2019版高中物理 第四章 电磁感应 第4课时 习题课:楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用课件 新

【跟踪训练1】 如图2所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方 PQ是一根金属直杆立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重 动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场 过程中,下列判断正确的是( )
图2 A.感应电流的方向始终是由P→Q B.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
【例7】 如图14,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁 感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以 角速度ω逆时针转动时,已知bc边的长度为l,下列判断正确的 是( ) A.金属框中无电流 B.金属框中电流方向沿abca C.Ubc=Bl2ω D.Ubc=12Bl2ω
解析 bc 边、ac 边都在切割磁感线,通过右手定则判断,c 端 电势低;两边的有效切割长度都为 l,则 Uac=Ubc=-12Bl2ω, 相同,金属框中无电流,选项 A 正确。 答案 A
图1 A.始终有感应电流自a向b流过电流表G B.始终有感应电流自b向a流过电流表G C.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流 D.将不会产生感应电流
解析 当条形磁铁进入螺线管的时候,闭合线圈中的磁通量增加 螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,根据增反减同可知,感应 a→G→b,后为b→G→v,选项C正确。 答案 C
2.“来拒去留”法 导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流的导 培力,这个安培力会“阻碍”相对运动,口诀记为“来拒去留”。
【例2】 如图3所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是
图3
A.向右摆动
B.向左摆动
C.静止
D.无法判定
解析 根据产生感应电流的导体所受安培力阻碍相对运动的“来拒
【例 5】 如图 9 所示,匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导 与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强 该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 ω 匀 线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度 变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应 化率ΔΔBt 的大小应为( )
4.4 法拉第电磁感应定律

工具
第四章 电磁感应
栏目导引
例题2:磁感应强度随时间变化的函数关系如图所示,求感
应电动势的大小?
解:E = n·△Φ /
△t
= △B·S/ △t
= K·S
= 2πr2
工具
第四章 电磁感应
栏目导引
例题3:已知ab、cd导轨处于垂直纸面向里的匀强磁场中,
两导轨宽度为L,导体棒MN架在两导轨上,以速度v向右匀 速直线运动。 1.回路中是否有感应电流? 2.若有,那么感应电动势的大小? 解:1. 有感应电流 2. E = n△Φ /
对E=BLv公式的理解说明
R
× ×
× ×
L
BLV
× ×
v
× θ × BLV
× ×
× θ × × ×
v
v
× ×
v
× ×
× ×
BLV/COS θ
BLV
工具
第四章 电磁感应
栏目导引
作业: 完成4.4达标检测试卷
工具
第四章 电磁感应
栏目导引
△t
v·△t
= B·△S/ △t
= B·v △t·L/ △t = BLv
工具
第四章 电磁感应
栏目导引
R
I = E/(R+r) = BLv/R
工具
第四章 电磁感应
栏目导引
对E=BLv公式的说明: (1)B、L、V互相垂直; (2)与v垂直的长度为有效长度。
B
B
B
v
θ
v
工具
v
栏目导引
第四章 电磁感应
§4.4 法拉第电磁感应定律
工具第四章 电磁感应栏目来自引S甲G
乙
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测:第四章 电磁感应4.4法拉第电磁感应定律 Word版含答案

4.4 法拉第电磁感应定律课时作业 基础达标1.下列说法正确的是( )A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B .线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C .线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化的越快,线圈中产生的感应电动势越大 【解析】 根据法拉第电磁感应定律可知D 正确. 【答案】 D2.一根直导线长0.1 m ,在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m /s 的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势描述错误的是( )A .一定为0.1 VB .可能为零C .可能为0.01 VD .最大值为0.1 V【解析】 当公式E =BLv sin θ中B ,l ,v 互相垂直时,导体切割磁感线运动的感应电动势最大,E m =BLv =0.1×0.1×10 V =0.1 V ,考虑到它们三者的空间位置关系,所以描述错误的只有A .【答案】 A 3.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10 T /s 的变化率增强时,线框中a 、b 两点电势差是( )A .U ab =0.1 VB .U ab =-0.1 VC .U ab =0.2 VD .U ab =-0.2 V【解析】题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而在线框中有感应电流,把左半部分线框看成电源,其电动势为E ,内电阻为r2,画出等效电路如图所示,则ab 两点间的电势差即为电源的路端电压,设l是边长,且依题意知ΔBΔt=10 T/s. 由E=ΔΦΔt得E=ΔBSΔt=ΔBΔt·l22=10×0.222V=0.2 V|U ab|=r2I=Er2+r2·r2=0.2r×r2V=0.1 V由于a点电势低于b点电势,故U ab=-0.1 V,即B选项正确.【答案】B4.如图所示,闭合开关S,将条形磁铁两次插入闭合线圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且两次的起始和终止位置相同,则( )A.第一次磁通量变化较大B.第一次G的最大偏角较大C.第一次经过G的总电荷量较多D.若开关S断开,G不偏转,故两次均无感应电动势【解析】由于两次插入过程条形磁铁的起始位置和终止位置相同,因此磁通量的变化量ΔΦ相同,故选项A错误;根据E=nΔΦΔt可知,第一次磁通量的变化率较大,感应电动势较大,而闭合电路的总电阻相同,故第一次G的最大偏转角度较大,选项B正确;通过G的电荷量q=I·Δt=ERΔt=ΔΦR,即两次通过G的电荷量相等,选项C错误,若S断开,电路中无电流,但仍存在感应电动势,选项D错误.【答案】B5.如图所示,长为L的金属导线弯成一个圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P 、Q 为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B =B 0+kt(k>0)随时间变化,t =0时,P 、Q 两板电势相等,两板间的距离远小于环的半径,经时间t ,电容器P 板( )A .不带电B .所带电荷量与t 成正比C .带正电,电荷量是kL 2C4πD .带负电,电荷量是kL 2C4π【解析】 磁感应强度以B =B 0+kt(k>0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt=ΔB Δt S =kS ,而S =L 24π,经时间t 电容器极板P 所带电荷量Q =E·C=kL24π·C,由楞次定律可知,P 板带负电,故选项D 正确.【答案】 D 6.如图所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,边界MN 与线框的边成45°角,E 、F 分别为PS 和PQ 的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是( )A .当E 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大B .当P 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大C .当F 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大D .当Q 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大【解析】 当P 点开始进磁场时,R 点也开始进磁场,这是因为PR 连线与MN 平行,这时切割磁感线的有效长度为最大,等于RS.所以,回路产生的感应电动势最大,电流也最大,选项B 正确.【答案】 B 7.一个电阻是R ,半径为r 的单匝线圈放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图所示,若以线圈的直径为轴旋转180°,则在此过程中,导线横截面上通过的电荷量为( )A .0B .B πr2RC .2Bπr 2R D .4B πr 2R【解析】 由法拉第电磁感应定律知,此过程中的平均感应电动势E -=ΔΦΔt =2BS Δt ,平均电流I -=E -R ,故导线截面上通过的电荷量q =I -Δt =2BS R =2πBr 2R.【答案】 C 8.如图所示,导体AB 的长为2R ,绕O 点以角速度ω匀速转动,OB 为R ,且OBA 三点在一条直线上,有一匀强磁场磁感应强度为B ,充满转动平面且与转动平面垂直,那么AB 两端的电势差为( )A .12BωR 2 B .2BωR 2 C .4BωR 2 D .6BωR 2【解析】 设经过t ,磁通量的变化量ΔΦ=B ΔS =Bωt 2(3R)2-B ωt 2R 2=4B ωtR 2. 由法拉第电磁感应定律,得U AB =ΔΦΔt =4BωtR 2t=4BωR 2.【答案】 C 9.如图所示,在宽为0.5 m 的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r =0.6 Ω的直导体棒,在导轨的两端分别连接两个电阻R 1=4 Ω、R 2=6 Ω,其他电阻不计.整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度B =0.1 T .当直导体棒在导体上以v =6 m /s 的速度向右运动时,求:直导体棒两端的电压和流过电阻R 1和R 2的电流大小.【解析】本题可由法拉第电磁感应定律直接求感应电动势,然后根据等效电路,由欧姆定律计算电流大小.由题意可画出如右图所示的电路图,则感应电动势 E =Blv =0.1×0.5×6 V =0.3 V U ab =ER 外R 外+r =0.3×2.42.4+0.6V =0.24 V ,I 1=U ab R 1=0.244 A =0.06 AI 2=U ab R 2=0.246A =0.04 A .【答案】 0.24 V 0.06 A 0.04 A能力提升1.一正方形闭合导线框abcd 边长L =0.1 m ,各边电阻均为1 Ω,bc 边位于x 轴上,在x 轴原点O 右方有宽L =0.1 m 、磁感应强度为1 T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,如图所示.在线框以恒定速度4 m /s 沿x 轴正方向穿越磁场区域的过程中,如图所示的各图中,能正确表示线框从进入到穿出磁场过程中,ab 边两端电势差U ab 随位置变化情况的是( )【解析】 当ab 边进入磁场时,ab 为电源,U ab 为路端电压,U ab =34BLv =0.3 V ;当ab边出磁场时,dc 为电源,U ab =14BLv =0.1 V ,且方向相同,故B 项正确.【答案】 B2.如图所示,在下列情况下电流计G中有电流通过的是(B为匀强磁场)( )A.MN向左匀速运动的过程中B.MN向左加速运动的过程中C.MN向右匀速运动的过程中D.MN向右加速运动的过程中【解析】电流计中如果有电流,线圈a中应有变化的磁场,线圈a中的磁场由线圈b 中的电流产生,则线圈b中电流一定是变化的,线圈b中的电流是MN切割磁感线运动产生,则MN必定做变速运动,所以选项B、D正确.【答案】BD3.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,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( )A.匀速滑动时,I1=0,I2=0B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0C.加速滑动时,I1=0,I2=0D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0【解析】导体棒水平运动时产生感应电动势,对整个电路,可把AB棒看做电源,等效电路如下图所示.当棒匀速滑动时,电动势E不变,故I1≠0,I2=0.当棒加速运动时,电动势E不断变大,电容器不断充电,故I1≠0,I2≠0.【答案】D4.穿过某闭合线圈的磁通量Φ,随时间t按如图所示的正弦规律变化.t1时刻磁通量Φ1最大,t3时刻磁通量Φ3=0,时间Δt1=t2-t1和Δt2=t3-t2相等,在Δt1和Δt2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为E1和E2,在t2时刻感应电动势的瞬时值为e,则( )A.E1>E2B.E1<E2C.E1>e>E2D.E2>e>E1【解析】仔细研究图,看两个直角三角形:平行于纵轴(Φ轴)的直角边,相当于磁通量的改变量;平行于横轴(t轴)的直角边,为对应的物理过程所经历的时间;斜边的斜率,即ΔΦ/Δt,为相应时间内感应电动势的平均值,图非常直观地显示E2>E1.某时刻感应电动势的瞬时值与Φ-t图象在该时刻切线的斜率对应.t2时刻Φ-t图线的切线已画在图上,不难看出E2>e>E1.【答案】BD5.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧是磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN 垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是( ) A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E=BavD.感应电动势平均值E=14πBav【解析】在闭合电路进入磁场的过程中,通过闭合电路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变,A正确.根据左手定则可以判断,CD段受安培力向下,B不正确.当半圆闭合回路进入磁场一半时,等效长度最大为a,这时感应电动势最大为E=Bav,C正确.感应电动势平均值E=ΔΦΔt=B·12πa22av=14πBav,D正确.【答案】ACD6.如图所示,矩形线圈在0.01 s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad=5×10-2m,ab=20×10-2m,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,R1=R3=1 Ω,R2=R4=3 Ω.求:(1)平均感应电动势;(2)转落时,通过各电阻的平均电流.(线圈的电阻忽略不计)【解析】线圈由位置Ⅰ转落至位置Ⅱ的过程中,穿过线圈的磁通量Φ发生变化,即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源,线圈内部为内电路,线圈外部为外电路,然后根据闭合电路欧姆定律求解.(1)设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ1,线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有Φ1=BS cos60°=1×10-2Wb,Φ2=BS=2×10-2Wb,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=1×10-2Wb.根据法拉第电磁感应定律可得E=ΔΦΔt=1 V.(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻R=R3+R4R1+R2R1+R2+R3+R4=2 Ω.根据闭合电路欧姆定律得总电流I=ER=12A=0.5 A.通过各电阻的电流I′=12I=0.25 A.【答案】(1)1 V(2)0.25 A。
2018版高中物理第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律课件新人教版选修3

易错提醒
(1)Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 均与线圈匝数无关. (2)Φ、ΔΦ、ΔΔΦt 三者的大小之间没有直接关系,Φ 很大,ΔΦ、 ΔΔΦt 可能很小,也可能很大;Φ=0,ΔΔΦt 可能不为零.
例 2如图甲所示,水平放置的线圈匝数 n=200 匝,直径 d1= 40 cm,电阻 r=2 Ω,线圈与阻值 R=6 Ω 的电阻相连.在线圈的中 心有一个直径 d2=20 cm 的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示 规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:
(3)设线圈拉出磁场经历时间Δt,则线圈中的平均电动势
E =nΔΔΦt ,平均电流 I =R+E r,电荷量q= I Δt, 解得q=RnΔ+Φr=4nRB+πdr21, 所以,通过电阻R上的电荷量为定值,与线圈运动的时间无 关,即与运动的速度无关.代入数据得q=1.57 C. 答案:(1)4.7 V (2)A端电势高 (3)证明见解析 1.57 C
学习目标
(1)知道什么叫感应电动势. (2)知道磁通量的变化率是表示磁通 量变化快慢的物理量,并能区别 Φ、
ΔΦ 和ΔΔΦt . (3)理解法拉第电磁感应定律的内容
及数学表达式. (4)知道公式 E=Blvsinθ 的推导过程. (5)会用 E=nΔΔΦt 和 E=Blvsinθ 解决问
题.
知识导图
1.垂直切割:导体棒垂直于磁场运动,B、l、v 两两垂直时, 如图甲所示,E=Blv.
2.不垂直切割:导线的运动方向与导线本身垂直,与磁感线 方向夹角为 θ 时,如图乙所示,则 E=Blv1=Blvsinθ.
三、反电动势
阅读教材第16~17页“反电动势”部分,回答下列问题. 1.定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产生的消 弱电源电动势作用的电动势. 2.作用:阻碍线圈的转动.
山东省专用2018_2019学年高中物理第四章电磁感应课时跟踪检测二十法拉第电磁感应定律含解析新人教版选修3_

课时跟踪检测(二十) 法拉第电磁感应定律1.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度 v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为 ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内。
当它沿两段折线夹ε′ 角平分线的方向以速度 v 运动时,棒两端的感应电动势大小为 ε′,则 ε 等于( )1 A.2 C.12 B. 2 D. 2解析:选 B 设折弯前导体切割磁感线的长度为 L,ε=BLv;折弯后,导体切割磁感线的有效长度为( ) ( ) L L 222ε′ 22+ 2l= 2 2 = 2 L,故产生的感应电动势为 ε′=Blv=B· 2 Lv= 2 ε,所以 ε = 2 ,B 正确。
2.如图所示,把一阻值为 R、边长为 L 的正方形金属线框,从磁感应强度为 B 的匀强磁场中,以速度 v 向右匀速拉出磁场。
在此过程中线框中产生了电流,此电流( )BLv A.方向与图示箭头方向相同,大小为 R2BLv B.方向与图示箭头方向相同,大小为 RBLv C.方向与图示箭头方向相反,大小为 R2BLv D.方向与图示箭头方向相反,大小为 R解析:选 A 利用右手定则可判断感应电流是逆时针方向。
E BLv 根据 E=BLv 知,电流 I=R= R ,A 正确。
3.如图所示,平行导轨间的距离为 d,一端跨接一个电阻 R,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面。
一根足够长的金属棒与导轨成 θ 角放置。
金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时,通过电阻 R 的电流为( )BdvBdvsin θA. R B. RBdvcos θBdvC. RD.Rsin θd解析:选 D 题中 B、l、v 满足两两垂直的关系,所以 E=Blv,其中 l=sin θ,BdvBdv即 E=sin θ,故通过电阻 R 的电流为Rsin θ,选 D。
2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 课时提升作业四 4.5 电磁感应现象的两类情况 新人教版选修3-2
课时提升作业四电磁感应现象的两类情况(40分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分)1. (多选)(2018·聊城高二检测)某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线,这可能是( )A.沿AB方向的磁场在迅速减弱B.沿AB方向的磁场在迅速增强C.沿BA方向的磁场在迅速增强D.沿BA方向的磁场在迅速减弱【解析】选A、C。
由右手定则可知,感应电场产生的磁场方向竖直向下,如果磁场方向沿AB,则感应磁场与原磁场方向相同,由楞次定律可知,原磁场正在减弱,故A正确,B错误;如果磁场沿BA方向,则感应磁场方向与原磁场方向相反,由楞次定律可知,原磁场方向正在增强,故C正确,D错误;故选A、C。
2.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示,一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A.0B.r2qkC.2πr2qkD.πr2qk【解析】选D。
根据法拉第电磁感应定律可知,磁场变化产生的感生电动势为E=πr2=kπr2,小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小W=qE=πr2qk,故选项D正确。
3. (2018·揭阳高二检测)在匀强磁场中,有一个接有电容器的导线回路,如图所示。
已知电容C=30 μF,回路的长和宽分别为l1=8 cm,l2=5 cm,磁感应强度的变化率为5×10-2 T/s,若磁感应强度向里均匀增大,则( )A.电容器的上极板带正电,电荷量为2×10-9 CB.电容器的上极板带负电,电荷量为6×10-9 CC.电容器的上极板带正电,电荷量为6×10-9 CD.电容器的上极板带负电,电荷量为8×10-9 C【解析】选C。
2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 课后提升作业一 4.1-4.2 划时代的发现
课后提升作业一划时代的发现探究感应电流的产生条件(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于产生感应电流的条件,下列说法正确的是( )A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流产生B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中一定有感应电流产生C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间,闭合电路中一定没有感应电流产生D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生【解析】选D。
产生感应电流的条件有两个:(1)闭合电路。
(2)穿过电路的磁通量发生了变化。
故D正确。
2.如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是( )【解析】选B。
选项A是用来探究影响安培力大小因素的实验。
选项B是研究电磁感应现象的实验,观察导体在磁场中做切割磁感线运动时电流表指针偏转情况来判断是否产生感应电流。
选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验。
选项D是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场。
3.(多选)如图所示是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合,下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中产生感应电流的是(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈平面垂直,并与其中心轴重合) ( )【解析】选B、C。
通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场,磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆,离导线越远,磁感应强度越弱,所以A中磁通量、D中磁通量一直为零,没有感应电流产生,B中既有向里的磁通量,也有向外的磁通量,但直导线中有电流时,总磁通量不为零,切断直导线中电流时,磁通量变为零。
C中线圈有向外的磁通量,切断直导线中电流时,磁通量变为零,B、C图回路中有感应电流产生,故B、C正确。
4.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】选D。
4.4法拉第电磁感应定律(第二课时及习题课)
正交性 平均性 瞬时性 有效性 相对性
二、对E=BLVSin 的理解及应用: 1、当 V B 时: E=BLV 2、当 v、B时: E=BLVSin
B、L、v应互相垂直 若v为平均速度,则E为平均感应电动势 若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势 导体平动切割磁感线,L为导体切割磁感线的有效长 度
C
1 2 A. B R 2 2 C.4B R
B.2B R D.6B R
2
2
9.如右图所示,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 的金属棒ab放在圆环上,以v0向左运动,当 2
ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为
(2)求的是整个回路的感应电 动势.整个回路的感应电动势 为零时,其回路中某段导体的 感应电动势不一定为零 (3)由于是整个回路的感应电 动势,因此电源部分不容易确 定 (2)求的是回路中一部分导体切割磁感 线时产生的感应电动势
(3)由于是一部分导体切割磁感线的运 动产生的,该部分就相当于电源
联 系
C.当F点经过边界MN时,线框 中感应电流最大 D.当Q点经过边界MN时,线框 中感应电流最大
6.(2009∙重庆高考)如图所示为一种早期发电机原理示意
图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱
形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称.在磁极绕转轴匀
速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 XOY 运动(O是线圈中心),则( ) D
A.从X到O,电流由E经G流向F,先增 大再减小
B.从X到O,电流由F经G流向E,先减 小再增大 C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减 小再增大 D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增 大再减小
2019年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律训练(含解析)新人教版选修3_2
法拉第电磁感应定律A 级 抓基础1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb ,则( )A.线圈中感应电动势每秒增加 2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中感应电动势始终为2 VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V解析:由E =n ΔΦΔt 知ΔΦΔt恒定,n =1,所以E =2 V. 答案:C2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 0抛出,不计空气阻力,那么金属棒内产生的感应电动势将( )A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.方向不变,大小改变解析:由于导体棒中无感应电流,故棒只受重力作用,导体棒做平抛运动,水平速度v 0不变,即切割磁感线的速度不变,故感应电动势保持不变.答案:C3.如图,在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动,MN 中产生的感应电动势为E 1;若磁感应强度增为2B ,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A.c →a ,2∶1B.a →c ,2∶1C.a →c ,1∶2D.c →a ,1∶2解析:由右手定则判断可知,MN 中产生的感应电流方向为N →M ,则通过电阻R 的电流方向为a →c .MN 产生的感应电动势公式为E =BLv ,其他条件不变,E 与B 成正比,则得E 1∶E 2=1∶2.答案:C4.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则O →D 过程中( )A.线圈在O 时刻感应电动势最大B.线圈在D 时刻感应电动势为零C.线圈在D 时刻感应电动势最大D.线圈在O 至D 时间内平均感应电动势为0.4 V解析:由法拉第电磁感应定律知线圈从O 至D 时间内的平均感应电动势E =ΔΦΔt=2×10-30.01÷2V =0.4 V. 由感应电动势的物理意义知,感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系,仅由磁通量的变化率ΔΦΔt 决定,而任何时刻磁通量的变化率ΔΦΔt就是Φ-t 图象上该时刻切线的斜率,不难看出O 点处切线斜率最大,D 点处切线斜率最小,为零,故A 、B 、D 选项正确.答案:ABD5.如图所示,长为L 的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上,P 、Q 为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B =B 0+kt (k >0)随时间变化,t =0时,P 、Q 两板电势相等,两板间的距离远小于环的半径,经时间t ,电容器P 板( )A.不带电B.所带电荷量与t 成正比C.带正电,电荷量是kL 2C4π D.带负电,电荷量是kL 2C4π解析:磁感应强度以B =B 0+kt (k >0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得:E =ΔΦΔt=S ΔB Δt =kS ,而S =L 24π,经时间t 电容器P 板所带电荷量Q =EC =kL 2C 4π;由楞次定律知电容器P 板带负电,故D 选项正确.答案:DB 级 提能力6.一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示),磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示.以I 表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向),则能正确表示线圈中电流I 随时间t 变化规律的是( )A B C D解析:0~1 s 内磁感应强度均匀增大,根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定,感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值,A 、B 错误;4 ~5 s 内磁感应强度恒定,穿过线圈abcd 的磁通量不变化,无感应电流,D 错误.答案:C7.矩形导线框abcd 放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B 随时间变化的图象如图所示,t =0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在0~4 s 时间内,线框中的感应电流I 以及线框的ab 边所受安培力F 随时间变化的图象为图中的(取向上为正方向)( )A B C D解析:根据E =n ΔΦΔt =n S ΔB Δt ,而ΔB Δt不变,推知在0~2 s 内及2~4 s 内电流恒定,选项A 错误;因为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正,感应电流在0~2 s 内为顺时针方向,所以选项B 错误;由F =BIL 得:F 与B 成正比,根据左手定则判断可知,选项C 正确,D 错误.答案:C8.(多选)如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R ,边长是L ,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a 进入磁场区域,t 1时刻线框全部进入磁场.若外力大小为F ,线框中电功率的瞬时值为P ,线框磁通量的变化率为ΔΦΔt,通过导体横截面的电荷量为q ,(其中P-t 图象为抛物线)则这些量随时间变化的关系正确的是( )解析:线框做匀加速运动,其速度v =at ,感应电动势E =BLv ,线框进入磁场过程中受到的安培力F 安=BIL =B 2L 2v R =B 2L 2at R ,由牛顿第二定律得F -B 2L 2at R =ma ,则F =B 2L 2at R+ma ,故A 错误;线框中的感应电流I =E R =BLat R ,线框的电功率P =I 2R =(BLa )2Rt 2,B 正确;线框的位移x =12at 2,磁通量的变化率ΔΦΔt =B ·ΔS Δt =B L ×12at 2t =12BLat ,C 错误;电荷量q =I -·Δt =E -R ·Δt =ΔΦΔt R ·Δt =ΔΦR =BLx R =BL ×12at 2R =BLa 2R·t 2,D 正确. 答案:BD9.如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距为0.2 m ,金属导体ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab 的电阻为0.4 Ω,导轨电阻不计,导体ab 的质量为0.2 g ,垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T ,且磁场区域足够大,当导体ab 自由下落0.4 s 时,突然闭合开关S ,则:(1)试说出S 接通后导体ab 的运动情况;(2)导体ab 匀速下落的速度是多少?(g 取10 m/s 2)解析:(1)闭合S 之前导体ab 自由下落的末速度为v 0=gt =4 m/s.S 闭合瞬间,导体产生感应电动势,回路中产生感应电流,ab 立即受到一个竖直向上的安培力.F 安=BIL =B 2L 2v 0R=0.016 N>mg =0.002 N. 此刻导体所受到合力的方向竖直向上,与初速度方向相反,加速度的表达式为a =F 安-mg m=B 2L 2v mR-g , 所以ab 做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动.当速度减小至F 安=mg 时,ab 做竖直向下的匀速运动.(2)设匀速下落的速度为v m ,此时F 安=mg ,即B 2L 2v m R =mg ,v m =mgR B 2L 2=0.5 m/s. 10.如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角放置,导轨间距为L =1 m ,上端接有电阻R =3 Ω,虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m =0.1 kg 、电阻r =1 Ω的金属杆ab 从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触,杆下滑过程中的v-t 图象如图乙所示.求:(取g =10 m/s 2,sin 37°=0.6)图甲 图乙(1)磁感应强度B .(2)杆在磁场中下滑0.1 s 过程中电阻R 产生的热量.解析:(1)由题图乙得a =Δv Δt =0.50.1m/s 2=5 m/s 2. 0.1 s 前,由牛顿第二定律有mg sin θ-f =ma ,代入数据得f =0.1 N.0.1 s 后匀速运动,有mg sin θ-f -F 安=0.①而F 安=BIL =B BLv R +r L =B 2L 2v R +r.② 由①②得B =(mg sin θ-f )(R +r )L 2v =(0.6-0.1)×(3+1)12×0.5T =2 T.(2)I =BLv R +r =2×1×0.53+1A =0.25 A , Q R =I 2Rt =0.252×3×0.1 J =3160 J. 11.如图所示,L 1=0.5 m ,L 2=0.8 m ,回路总电阻为R =0.2 Ω,物块M 的质量m =0.04kg ,导轨光滑,开始时磁场B 0=1 T.现使磁感应强度以ΔB Δt=0.2 T/s 的变化率均匀地增大,则当t 为多少时,M 刚好离开地面?(g 取10 m/s 2)解析:回路中原磁场方向向下,且磁通量增加,由楞次定律可以判知,感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可以判知,ab 中的感应电流的方向是a →b ,由左手定则可知,ab 所受安培力的方向水平向左,从而向上拉起重物.设ab 中电流为I 时M 刚好离开地面,此时有F B =BIL 1=mgI =E RE =ΔΦΔt =L 1L 2·ΔB ΔtB =B 0+ΔB Δt t 解得:F B =0.4 N ,I =0.4 A ,B =2 T ,t =5 s.答案:5 s。
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教育资料 教育资料(1) 课后提升作业 三 法拉第电磁感应定律
(40分钟 50分) 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分) 1.(2018·汉中高二检测)穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb,则 ( ) A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V B.线圈中的感应电动势一定是2V C.线圈中的感应电流一定是每秒减少2A D.线圈中无感应电流
【解析】选B。由法拉第电磁感应定律知,E=n,线圈中的感应电动势为定值,即为2V,故A错误,B正确;根据闭合电路欧姆定律知I=可得,感应电流大小为2A,故C、D错误。 2.(多选)(2018·太原高二检测)一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是 ( ) A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
【解析】选A、C。由图象求得斜率的大小=2T/s,因此=S=0.08Wb/s,故A正确;开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量不等于零,故B错误;根据法拉第电磁感应定律得:E=n=nS=8V,可知感应电动势大小为8V,故C正确;由图看出,第3 s末线圈中的磁通量为零,但磁通量的变化率不为零,感应电动势也不等于零,故D错误。 【补偿训练】 1.一个环形线圈放在磁场中如图甲所示,以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向,若磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙,那么在第2s内线圈中的感应电流的大小和方向是 ( ) 教育资料 教育资料(1) A.大小恒定,顺时针方向 B.逐渐减小,顺时针方向 C.大小恒定,逆时针方向 D.逐渐增加,逆时针方向 【解析】选A。在第2 s内,磁场的方向垂直于纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时
针方向,I===,因为磁感应强度均匀变化,所以产生恒定的电流,A正确。 2.如图所示,半径为R的n匝线圈套在边长为a的正方形abcd之外,匀强磁场垂直穿过该正方形,当磁场以
的变化率变化时,线圈产生的感应电动势的大小为 ( )
A.πR2 B.a2 C.nπR2 D.na2 【解析】选D。由题目条件可知,线圈中磁场的面积为a2,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中产生的感应
电动势大小为E=n=na2,故只有选项D正确。 3.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的教育资料 教育资料(1) 方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强
度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′。
则等于 ( )
A. B. C.1 D. 【解析】选B。若直金属棒的长为L,则弯成折线后,有效切割长度为L。根据ε=BLv可知感应电动势的大小与有效切割长度成正比,故=,B正确。 4. (2018·晋中高二检测)图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面向外的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则通过电阻R的电流强度的方向和大小是 ( )
A.由c到d,I= B.由d到c,I= C.由c到d,I= D.由d到c,I= 【解题指南】解答本题应注意以下三点:
(1)转动切割磁感线感应电动势公式E=Br2ω。 (2)由欧姆定律求通过电阻R的电流强度的大小。 (3)由右手定则判断感应电流的方向。 教育资料 教育资料(1) 【解析】选C。将金属圆盘看成是由无数条金属幅条组成的,这些幅条切割磁感线,产生感应电流,由右手定
则判断可知:通过电阻R的电流强度的方向为从c到d。金属圆盘产生的感应电动势为E=Br2ω。通过电阻R的电流强度的大小为I=,故C正确。 【补偿训练】 (多选)如图所示,一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)顺时针匀速转动,OA=2OC=2L,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,金属棒转动的角速度为ω、电阻为r,内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出),两金属圆环圆心皆为O且电阻均不计,则 ( )
A.金属棒中有从A到C的感应电流 B.外电阻R中的电流为I= C.当r=R时,外电阻消耗功率最小
D.金属棒AC间电压为 【解析】选B、D。由右手定则可知金属棒相当于电源且A是电源的正极,即金属棒中有从C到A的感应电流,A
错;金属棒转动产生的感应电动势为E=Bω(2L)2-BωL2=,即回路中电流为I=,B对;由电源输出功率特点知,当内、外电阻相等时,外电路消耗功率最大,C错;UAC=IR=,D对。 5.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( ) 教育资料 教育资料(1) A.Ua>Uc,金属框中无电流 B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a-b-c-a
C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流 D.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿a-c-b-a 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化,金属框中的磁通量始终为零。 (2)导体切割磁感线时,产生感应电动势。 (3)当导体各处的速度不相等时,可以采用等效速度。 【解析】选C。穿过金属框的磁通量始终为零,没有发生变化,故金属框中无电流,B、D项错误;bc边切割磁
感线的等效速度为lω,根据右手定则UbUa6.(2018·安庆高二检测)如图所示,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,另一长为L、电阻为的金属棒ab放在圆环上,接触电阻不计。当金属棒ab以v0向左运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为 ( ) 教育资料
教育资料(1) A.BLv0 B.BLv0 C.BLv0 D.BLv0 【解题指南】解答本题应注意以下三点: (1)金属棒切割磁感线产生感应电动势,相当于电源,由E=BLv0求出感应电动势。
(2)金属圆环两侧并联,构成外电阻,外电路总电阻为R=。 (3)金属棒两端的电势差是外电压,根据欧姆定律求解。 【解析】选C。当金属棒ab以v0向左运动到图示虚线位置时产生的感应电动势为E=BLv0,而它相当于一个
电源,并且其内阻为,金属棒两端电势差相当于外电路的路端电压。外电路半个圆环的电阻为,而这两个
半圆环的电阻是并联关系,故外电路总的电阻为,由欧姆定律得金属棒两端电势差为U=×=BLv0,故C正确。 二、非选择题(14分。需写出规范的解题步骤) 7.如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Ω。磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T。在1~5s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:
(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向。 (2)在1~5s内通过线圈的电荷量q。 (3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。
【解析】(1)感应电动势E1=N,磁通量的变化量ΔΦ1=ΔB1S,解得E1=N,代入数据得E1=10V,感应电流的方向为a→d→c→b→a。
(2)同理可得E2=N,感应电流I2=,电荷量q=I2Δt2,解得q=N,代入数据得q=10C。 (3)0~1s内的焦耳热Q1=rΔt1,且I1=,1~5s内的焦耳热Q2=rΔt2。由Q=Q1+Q2,代入数据得Q=100J。 教育资料 教育资料(1) 答案:(1)10V a→d→c→b→a (2)10C (3)100J
【补偿训练】 如图所示,半径为r的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。一根长度略大于2r的导线MN以速度v在圆导轨上无摩擦地自左端匀速滑动到右端,电路的固定电阻为R,其余电阻忽略不计。试求:
(1)在滑动过程中通过电阻R的电流的平均值。 (2)当导线MN通过圆形导轨中心时,导线MN所受安培力的大小。 (3)如果导线MN的电阻为R0,当导线MN通过圆形导轨中心时,电阻R两端的电压。
【解析】(1)整个过程中磁通量的变化ΔΦ=BS=Bπr2,所用时间为Δt=,代入=,可得== 根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流平均值为==。 (2)当导线MN通过圆形导轨中心时,瞬时感应电动势为E=Blv=2Brv
根据闭合电路欧姆定律,此时电路中的感应电流为I==,则导线MN此时所受到的安培力为F=BIl=。 (3)根据闭合电路欧姆定律,电路中的感应电流为I′==,则电阻R两端的电压为U=I′R=。 答案:(1) (2) (3)