2016-2017学年高中物理第4章电磁感应4法拉第电磁感应定律课时作业新人教版选修

4 法拉第电磁感应定律1穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A02 sB24 sC45 sD510 s解析：图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小答案：D2一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.B1C2D4解析：设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内12BSBSBS，第2 s内22B2BSBS.因为En，所以两次电动势大小相等，B正确答案：B3.如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为()A. B.C. D.解析：n，故qttn.答案：A4如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，线框向右运动时总是与两边良好接触，线框的长为a，宽为b，磁感应强度为B，一理想电压表跨接在A、B两导电机构上，当线框在恒定外力F作用下向右运动的过程中(线框离开磁场前已做匀速运动)，关于线框及电压表，下列说法正确的是 ()A线框先做匀加速运动，后做匀速运动B电压表的读数先增大后不变C电压表的读数一直增大D回路的电功率先增大后不变解析：线框在运动过程中先做变加速运动，后做匀速运动电压表读数为外电路的电压，根据EBLv回路电动势先增大后不变，外电阻不断增大，电压表的读数一直增大，选项C正确P，回路的电功率先增大后不变，选项D正确答案：CD5在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C30 F，L15 cm，L28 cm，磁场以5102 T/s的速率增加，则()A电容器上极板带正电，带电荷量为6105 CB电容器上极板带负电，带电荷量为6105 CC电容器上极板带正电，带电荷量为6109 CD电容器上极板带负电，带电荷量为6109 C解析：电容器两极板间的电势差U等于感应电动势E，由法拉第电磁感应定律，可得EL1L22104 V，电容器的带电荷量QCUCE6109C，再由楞次定律可知上极板的电势高，带正电，C项正确答案：C6将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律En知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误答案：C7如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()AFdFcFbBFcFdFbCFcFbFdDFcFbFd解析：本题考查导体切割磁感线时感应电动势及安培力的计算线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由F知，安培力和线圈的速度成正比，D项对答案：D8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r0.6 的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R14 、R26 ，其他电阻不计整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B0.1 T当直导体棒在导轨上以v6 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R1和R2的电流大小解析：由题意可画出如图所示的电路图，则感应电动势EBlv0.10.56 V0.3 V又R外 2.4 则U V0.24 V，I10.06 AI20.04 A.答案：0.24 V0.06 A0.04 A9如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间由B0开始均匀增大，其变化率k，用电阻为R的硬导线做成一边长为L的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)方框中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间变化的关系式解析：(1)穿过方框的磁通量BS根据电磁感应定律：E所以感应电流：I.(2)由题意BB0kt所以磁场对方框的作用力FBIL.答案：(1)(2)10如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速向右滑动，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0.2 ，磁场的磁感应强度为0.2 T求：(1)3 s末电路上的电流为多少；(2)3 s内电路中产生的平均感应电动势为多少解析：(1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的感应电动势才是电路中的电动势，3 s末时刻，夹在导轨间导体的长度为lOBtan 30vttan 305 m所以EBlv5 V此时电阻为R(OBOAAB)0.2 8.19 ，所以I1.06 A(2)3 s内的感应电动势的平均值为E4.33 V.答案：(1)1.06 A(2)4.33 V11如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中()A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大解析：线框下落过程中距离直导线越来越远，磁场越来越弱，但磁场方向不变，所以磁通量越来越小，根据楞次定律可知感应电流的方向不变，A错，B对；线框左边和右边所受安培力总是大小相等，方向相反，但上下两边磁场强弱不同，安培力大小不同，合力不为零，C错；下落过程中机械能越来越小，D错答案：B12矩形线圈abcd，长ab20 cm，宽bc10 cm，匝数n200，线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则()A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC当t0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析：由EnnS可知，由于线圈中磁感应强度的变化率 T/s0.5 T/s为常数，则回路中感应电动势为EnS2 V，且恒定不变，故选项A错误；回路中感应电流的大小为I0.4 A，选项B正确；当t0.3 s时，磁感应强度B0.2 T，则安培力为FnBIl2000.20.40.2 N3.2 N，故选项C错误；1 min内线圈回路产生的焦耳热为QI2Rt0.42560 J48 J，选项D正确答案：BD5