物理粤教版 (2019)第二章 电磁感应第三节 电磁感应定律的应用课时练习

这是一份物理粤教版 (2019)第二章 电磁感应第三节 电磁感应定律的应用课时练习，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2.3电磁感应定律的应用同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人用力蹬车带动飞轮旋转时，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动旋钮拉线可以改变磁铁与飞轮间的距离．下列说法正确的有（　　）A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力B．飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮受到的阻力越小C．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，受到的阻力越小D．磁铁和飞轮间的距离一定时，飞轮转速越大，内部的涡流越弱2．如图所示，两根相距L、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，左端接一电阻R。导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向垂直导轨平面向下，在x=0处磁感应强度为B0，在某位置x处磁感应强度B=B0+kx。一根质量m、电阻r的金属杆置于导轨上并与导轨垂直。杆在外力F作用下从x=0处以初速度v0开始沿导轨向右运动，运动过程中电阻R上消耗的电功率不变。以下说法正确的是（　　）A．杆受的安培力恒定 B．杆受的安培力减小C．杆做匀速运动 D．杆做减速运动3．半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是(　   )A．增大电容器两极板间的距离B．增大磁感应强度的变化率C．减小线圈的半径D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角4．水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（　　）A．产生的总内能相等 B．通过ab棒的电量相等C．电流所做的功相等 D．安培力对ab棒所做的功相等5．截面积S=0.5m2，n=100匝的圆形线圈，处在如图甲所示的磁场内，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，已知电路中 R=3Ω，C=10μF，线圈电阻r=2Ω，导线电阻忽略不计，t=0时刻磁场方向垂直线圈平面向里，则有（       ）A．电容器两端电压为10VB．通过电阻R的感应电流大小为20AC．通过电阻R的电流方向为b-R-aD．电容器所带的电荷量6×10-5C6．如图所示，正方形导线框abcd和菱形MNPQ在同一水平面内，ab＝MN＝MP＝L，ab⊥NQ，N位于ab的中点，菱形区域存在方向竖直向上的匀强磁场，使线框从图示位置沿NQ方向匀速穿过菱形区域，规定电流逆时针为正，则线框中的电流i随位移x变化的图象可能是(　　)A． B．C． D．7．如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与永平面的倾角为，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（　　）A．做加速度为a的匀加速直线运动，且B．做加速度为a的匀加速直线运动，且C．重力势能先逐渐减小，最后保持不变D．动能先逐渐增加，最后保持不变8．如图所示，圆形线圈半径为，共匝，圆的内接正方形虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为随时间变化规律为，则下列选项正确的是（　　）A．时，穿过线圈的磁通量为B．时，穿过线圈的磁通量为C．时刻线圈中产生的感应电动势D．线圈面积有扩张的趋势9．如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的(　　)A． B．C． D．10．如图所示，间距为L的金属导轨竖直平行放置，空间有垂直于导轨所在平面向里、大小为B的匀强磁场．在导轨上端接一电容为C的电容器，一质量为m的金属棒ab与导轨始终保持良好接触，由静止开始释放，释放时ab 距地面高度为h，（重力加速度为g，一切摩擦及电阻均不计）在金属棒下滑至地面的过程中，下列说法正确的是（     ）A．若h足够大，金属棒最终匀速下落B．金属棒运动到地面时，电容器储存的电势能为mghC．金属棒做匀加速运动，加速度为D．金属棒运动到地面时，电容器储存的电势能为11．如图所示，两根间距为L的平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R，电阻为r，长为L的金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场B中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使导体棒在外力F的作用下向右做匀速直线运动，速度大小为v，下列说法正确的是　　A．ab棒中的感应电流方向由a到bB．ab棒两端的电压BLvC．ab棒中的感应电流大小D．穿过回路的磁通量的变化率逐渐增大12．一闭合圆形线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中感应电流增强一倍，下述哪些方法是可行的（　　）A．使磁感应强度的变化率增大一倍B．使线圈匝数增加一倍C．使线圈面积增加一倍D．使线圈匝数减少一半13．如图所示，由均匀导线制成的半径为R=20cm的圆环，以5m/s的速度匀速进入磁感应强度大小为B=2T的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示。当圆环运动到图示位置（∠aOb=90°）时，a、b两点的电势差为（　　） A． B． C． D．14．如图，两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=kt，式中k为常量，且k>0；在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t=0时刻，金属棒从MN处开始，在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则（　　）A．在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0tB．电阻R上的电流随时间均匀增大C．在时间Δt内流过电阻的电荷量为ΔtD．金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大15．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则：（       ）A．， B．， C．， D．，二、填空题（共4题）16．如图所示，长为L宽为h的矩形闭合线圈竖直固定在小车上，其中，线圈电阻，线圈与小车总质量它们在光滑水平面上，以的初速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B、宽度为d的水平有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，已知小车运动的速度随位移s变化的图象如图所示已知，则______m，______17．有界匀强磁场磁感应强度B=0.2T，宽度L2=3m，一正方形均匀金属框边长L1=1m，以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，金属框平面始终保持和磁感线方向垂直，如图所示。画出金属框穿过磁场的过程中bc两端电压的Ubc-t图线（从cd边进入磁场开始计时）_________________。18．在操场上，两同学相距L为10m左右，在沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上．双绞线并联后的电阻R为0.2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持．如果同学摇动绳子的最大圆半径h很小，约为0.1m，电流计的最大值.试估算地磁场的磁感应强度的数量级________．数学表达式B=_________．（用R，I，L，f，h等已知量表示）19．某同学探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如图所示，打点计时器的电源为的交流电。（1）下列实验操作中，正确的有______；A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按照正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3、…、8。用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到点的距离，记录在纸带上，如图所示。计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整。位置1234567824.533.837.8(      )39.539.839.839.8（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是___________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是______________________。（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果得到什么结论？(      )三、综合题（共4题）20．如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=1Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m．整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．质量m=2kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力影响．sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：（1）金属棒ab沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小am（2）金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；（3）金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；（4）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中回路中产生的焦耳热总共为3.75J，求金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒ab下滑位移的大小S及流过电阻R的总电荷量q．21．如图所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒由距磁场左边界L处在恒力F作用下从静止开始运动。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐增大，最终稳定为I。在加速过程中，导体棒产生的焦耳热量为Q。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终垂直导轨，不计其他部分的电阻。求：（1）导体棒刚进入磁场时，流经电流表的电流；（2）进入磁场后，导体棒加速过程位移的大小s。22．某同学设计了一套电磁阻尼测速仪．如图所示，MN、PQ为两根水平固定放置的平行长直光滑的金属导轨，导轨间距为L，用电阻R1将导轨左端MP相连，导轨间加有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒CD放置导轨上，棒的右侧固定一绝缘物块，棒CD的电阻为R2，棒与物块的总质量为M。现用玩具手枪对准物块的正中间射出一质量为m、速度为v0的子弹，子弹击中物块后，棒与物块一起向左移动x距离停止运动，假设棒与导轨接触良好且不转动，子弹击中物块的时间很短且停留在物块内部。求：（1）子弹击中物块后瞬间金属棒的速度v的大小；（2）从棒开始运动到停止的过程中，金属棒产生的焦耳热Q；（3）金属棒滑行距离x与子弹的初速度v0的函数关系式。23．如图，MN、PQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨，间距L=1m；整个空间以OO′为边界，左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1=1T，右侧有方向相同、磁感应强度大小B2=2T的匀强磁场。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m=0.1kg，与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.2，其在导轨间的电阻均为R=1Ω。开始时，a、b棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F=1.0N向右拉b棒。假定a棒始终在OO′左侧运动，b棒始终在OO′右侧运动，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10m/s2。（1）a棒开始滑动时，求b棒的速度大小；（2）当b棒的加速度为1.4m/s2时，求a棒的加速度大小；（3）已知经过足够长的时间后，a、b棒均做匀加速运动，求此时回路中电流的热功率。
参考答案：1．A2．D3．B4．A5．D6．D7．D8．B9．A10．D11．C12．A13．B14．C15．D16．     0.25     0.217．[1]线框进入磁场过程中，线框中感应电流沿逆时针方向（为正方向），b点的电势高于c点的电势，线框在进入和穿出磁场的过程产生的感应电动势大小相等，为bc两端电压为进入与穿出磁场的时间为线框完全在磁场中运动的时间为线框完全在磁场中时，穿过线框的磁通量不变，感应电流为零，bc两端的电压为零。线框穿出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，bc两端电压为bc两端电压的Ubc-t图线为18．          19．     AB     39.0     速度逐渐增大到后做匀速直线运动     逐渐增大到等于重力     为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用。磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。20．（1）2m/s2（2）0.5m/s（3）1m   2C21．（1）；（2）22．（1）；（2）；（3）23．（1）；（2）；（3）