2016-2017学年高中物理第1章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律学业分层测评粤教版选修

法拉第电磁感应定律(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最大时，回路中的感应电流最大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：90270018】【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变化的图象分别如图1411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1411A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的绝对值大于t02t0时间内的磁通量的变化率的绝对值，故选C.【答案】C4.如图1412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，金属棒与导轨间的夹角为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()图1412AIBICI DI【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(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 T一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是() 【导学号：90270019】A电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高【解析】可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体，海水平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势，则EBlv9 mV，B项正确由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D项正确【答案】BD6(2016芜湖高二检测)如图1413所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为()图1413Ar2 BL2Cnr2 DnL2【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小EnnL2.【答案】D7. (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1414所示，则下列说法正确的是()图1414A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1415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1415 (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1416所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd分别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() 【导学号：90270020】图1416A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】C10物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测量通过电路的电荷量如图1417所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可得出被测磁场的磁感应强度为()图1417AqR/SBqR/(nS)CqR/(2nS) DqR/(2S)【解析】qIttntnn.故B.【答案】C11如图1418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1418乙所示，求磁场变化过程中通过电阻R的电流. 【导学号：90270021】图1418【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EnnS5001020104 V10 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如图1419所示，设匀强磁场的磁感应强度B为0.10 T，切割磁感线的导线的长度L为40 cm，线框向左匀速运动的速度v为5.0 m/s，整个线框的电阻R为0.50 ，试求：图1419(1)感应电动势的大小；(2)感应电流的大小；(3)使线框向左匀速运动所需要的外力【解析】(1)依据EBLv可解得：EBLv0.10401025.0 V0.20 V.(2)依据闭合电路欧姆定律可得：I A0.40 A.(3)依据安培力公式可求得：FBIL0.100.4040102 N1.6102 N，依据平衡条件解得：使线框向左匀速运动所需要的外力为1.6102 N.【答案】(1)0.20 V(2)0.40 A(3)1.6102 N6