2016-2017学年高中物理第1章电磁感应第2节感应电动势与电磁感应定律学业分层测评鲁科版选修

感应电动势与电磁感应定律(建议用时：45分钟)学业达标1由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)()A穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大B穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零C穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大D穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大【解析】感应电动势大小和磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，它由磁通量变化率决定，故选D.【答案】D2(多选)A是闭合导体中的一部分，判断下列各图中有感应电动势产生的是() 【导学号：78870008】【解析】选项A、C中导体均切割磁感线，选项B、D中导体均不切割磁感线，故选项A、C正确，B、D错误【答案】AC3闭合电路的磁通量随时间t变化图象分别如图1210甲、乙、丙、丁所示，关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()甲乙丙丁图1210A图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C图丙中回路在0t0时间内产生的感应电动势大于t02t0时间内产生的感应电动势D图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变【解析】根据法拉第电磁感应定律，图甲中回路不产生感应电动势，图乙中回路产生的感应电动势保持不变，图丁中斜率先减小后增大，回路中感应电动势先减小后增大图丙中0t0时间内的磁通量的变化率大于t02t0时间内的磁通量的变化率，故选C.【答案】C4.如图1211所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为()【导学号：78870009】图1211AIBICIDI【解析】公式EBLv适用于B、L、v三者互相垂直的情况本题B与L，B与v是相互垂直的，但L与v不垂直，故取L垂直于v的长度Lsin ，即有效切割长度，所以EBLvsin 60BLv，由欧姆定律I得I，故B正确【答案】B5如图1212所示，两个相连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过小金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在小环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为() 【导学号：78870010】图1212A.EB.EC.EDE【解析】等效电路如图所示，由题意知R2r，a、b两点间的电势差为UEE，故选C.【答案】C6如图1213所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，下列说法正确的有()图1213A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表有读数C电压表无读数，电流表无读数D电压表有读数，电流表无读数【解析】因两根金属棒以相同速度向右运动，穿过闭合回路的磁通量不变，无感应电流产生，两电表均无读数，故选项C正确【答案】C7. (多选)一个面积恒为S0.04 m2，匝数n100匝的线圈垂直放入匀强磁场中，已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图1214所示，则下列说法正确的是() 【导学号：78870011】图1214A在02 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/sB在02 s内，穿过线圈的磁通量的变化率等于0C在02 s内，线圈中产生的感应电动势等于8 VD在第3 s末线圈中产生的电动势为0【解析】02 s内，S0.04 Wb/s0.08 Wb/s，A对，B错En1000.08 V8 V，C对第3 s末，尽管B0，但0，故E0，D错【答案】AC8如图1215所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一边长为l的正方形导线框，ab边质量为m.其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t运动到竖直位置，此时ab边的速度为v.求：图1215(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小；(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小【解析】(1)线框在初位置1BSBl2转到竖直位置20根据法拉第电磁感应定律知E(2)转到竖直位置时，bc、ad两边不切割磁感线，ab边垂直切割磁感线，此时求的是瞬时感应电动势，且感应电动势的大小为EBlv.【答案】(1)(2)Blv能力提升9如图1216所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使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匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为() 【导学号：78870012】图1216A.B.C.D.【解析】设圆的半径为L，电阻为R，当线框以角速度匀速转动时产生的感应电动势E1B0L2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E2L2，由得B0L2L2，即，故C项正确【答案】C10如图1217所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平的初速度v0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是() 【导学号：78870013】图1217A越来越大B越来越小C保持不变D无法判断【解析】金属棒做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，速度虽然增大，但不切割磁感线；水平方向做匀速运动，切割磁感线的速度不发生变化，所以产生的感应电动势大小不变【答案】C11如图1218甲所示，一个500匝的线圈的两端跟R99 的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 cm2，电阻为1 ，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图1217乙所示，求磁场变化过程中通过电阻R的电流图1218【解析】由题图乙知：线圈中磁感应强度B均匀增加，其变化率 T/s10 T/s.由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为EnnS5001020104V10 V由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为I A0.1 A.【答案】0.1 A12一个边长为a1 m的正方形线圈，总电阻为R2 ，当线圈以v2 m/s的速度通过磁感应强度B0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直若磁场的宽度b1 m，如图1219所示，求：图1219(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小；(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热 【导学号：78870014】【解析】(1)根据EBlv，I，知I A0.5 A.(2)线圈穿过磁场过程中，由于b1 m，故只在进入和穿出时有感应电流，故Q2I2Rt2I2R20.522 J0.5 J.【答案】(1)0.5 A(2)0.5 J6