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课后提能训练粤教版选修

法拉第电磁感应定律(本栏目对应学生用书P7172)基础巩固一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第56题有多项符合题目要求)1物理学中的许多规律是通过实验发现的，以下说法不符合史实的是()A法拉第通过实验发现了电磁感应定律B奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场C牛顿首先通过扭秤实验发现了万有引力定律D伽利略通过斜面理想实验发现了物体的运动不需要力来维持【答案】C【解析】法拉第通过实验发现了电磁感应定律，发明了世界上第一台发电机，故A正确；奥斯特通过实验发现电流能产生磁场，故B正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出引力常量，故C错误；伽俐略通过斜面理想实验发现物体的运动不需要力来维持，故D正确本题选不符合史实的，故选C.2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少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线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势En12 V，感应电动势是一个定值，不随时间变化，故A、B、C错误，D正确故选D.3关于感应电动势，下列说法中正确的是()A电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势【答案】B【解析】电源电动势与感应电动势不等同，前者包含后者，故A错误；有感应电动势的那部分导体相当于电源，故B正确；有了感应电动势不一定有感应电流，但若有感应电流，则一定同时产生了感应电动势，故C错误；电路中有电流就一定有电动势，但不一定是感应电动势，故D错误故选B.4穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A图中回路产生的感应电动势恒定不变B图中回路产生的感应电动势一直在变大C图中回路0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中回路产生的感应电动势先变小再变大【答案】D【解析】图中磁通量不变，无感应电动势，故A错误图中磁通量随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，也就是说产生的感应电动势不变，故B错误图中回路在0t1时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1，在t1t2时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现k1的绝对值大于k2的，所以在0t1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电动势，故C错误图中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确故选D.5关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是()A穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大B穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大C穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大D穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大【答案】AD【解析】根据法拉第电磁感应定律En得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比穿过导体框的磁通量为零的瞬间，但可能很大，产生的感应电动势可能很大，故A正确；磁通量越大，但及不一定越大，故B错误；磁通量变化越大，但不知磁通量的变化时间，故不一定越大，故C错误；磁通量变化的快慢用表示，磁通量变化得快，则就大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，故D正确6如图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环右半部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化规律为BB0kt(k0)，ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为，以下说法不正确的是() A圆环中产生顺时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为D图中a、b两点间的电压大小为kr2【答案】ABD【解析】由于磁场均匀增大，线圈中的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中电流为逆时针，同时为了阻碍磁通量的变化，线圈将有收缩的趋势，故A、B错误；根据法拉第电磁感应定律得电动势为E，回路中的电阻为R，所以电流为I，故C正确；ab两端电压为UabI，故D错误本题选不正确的，故选ABD.二、非选择题7如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计求0至t1时间内，甲乙(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量【答案】(1)从b到a(2)【解析】(1)由图象分析可知，0至t1时间内.由法拉第电磁感应定律有EnnS，而Sr，由闭合电路欧姆定律有I1，联立以上各式得，通过电阻R1上的电流大小I1，由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向从b到a.(2)通过电阻R1上的电量qI1t1，电阻R1上产生的热量QIR1t1.8如图所示，半径为a的圆形区域(图中虚线)内有匀强磁场，磁感应强度为B0.2 T，半径为b的金属圆环与虚线圆同心、共面的放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m、b0.6 m；金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为2 .一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计(1)若棒以v05 m/s的速率沿环面向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬间，MN中的电动势和流过灯L1的电流(2)撤去中间的金属棒MN，将左面的半圆弧OL1O以MN为轴翻转90，若此后B随时间均匀变化，其变化率为 T/s，求灯L2的功率【答案】(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102 W【解析】(1)棒滑过圆环直径OO的瞬间，MN中的电动势为动生电动势，EB2av0.8 V，流经L1的电流I0.4 A.(2)电路中的电动势为感生电动势，E0.32 V，灯L2的功率P22RL21.28102 W.能力提升9一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心，若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()A由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势【答案】AD10如图所示，闭合圆环用质量一定的铜线制成磁场与圆面垂直，磁感应强度B的变化率为，线圈中的感应电流为I.若要使感应电流减小，可采用下列何种办法()A将导线拉长，使线圈的面积增为原来的2倍B将导线缩短，使线圈的面积减为原来的C使线圈绕着任意一条直径转过60角放置D使磁感应强度的变化率减为原来的【答案】CD11A、B两环为同样的导线绕成，半径为r2 m的B环内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，A环半径R4 m，求：(1)A、B环中感应电动势之比为多少？(2)A、B环中产生的感应电流之比为多少？【答案】(1)11(2)12【解析】(1)由法拉第电磁感应定律En，由于A、B两环中磁通量相同，所以A、B两环中感应电动势之比EAEB11.(2)由电阻定律可知A、B两环的电阻之比RARB21，所以A、B环中感应电流之比IAIBRBRA12.12如图所示，一个边长为L的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的磁场边缘金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外磁场随时间均匀变化满足Bkt规律，已知细线所能承受的最大拉力FT2mg，求从t0时起，经多长时间细线会被拉断？【答案】【解析】设t时刻细线恰被拉断，由题意知Bkt，金属框中产生的感应电动势ESkL2，金属框受到的安培力FBIL，由力的平衡条件得FTmgF，联立解得t.6