2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应 4-4 法拉第电磁感应定律练习 新人教版选修3-2.doc

4-4 法拉第电磁感应定律时间：40分钟满分：100分一、选择题(每小题6分，共60分)1(多选)穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的说法，正确的是()A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图丁回路产生的感应电动势先变小再变大答案CD解析根据En可知：图甲中E0，A错误；图乙中E为恒量，B错误；图丙中0t0时间内的E1大于t02t0时间内的E2，C正确；图丁中感应电动势先变小再变大，D正确。2下列各图中，相同的条形磁铁穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是()答案D解析感应电动势的大小为Enn，根据题设条件，相同的磁铁运动速度越大，穿过线圈所用时间越小，磁通量变化率就越大，产生的感应电动势就越大，故A项中线圈产生的感应电动势比B项中线圈产生的感应电动势大，C项线圈中磁通量一直为零，磁通量变化率为零，D项中线圈的磁通量变化率是A项中线圈的两倍，所以D项中线圈产生的感应电动势最大。3如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是()A乙和丁 B甲、乙、丁C甲、乙、丙、丁 D只有乙答案B解析公式EBlv中的l指导体的有效切割长度，甲、乙、丁中的有效长度均为l，感应电动势EBlv，而丙的有效长度为lsin，感应电动势EBlvsin，故B项正确。4(多选)某地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()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河北岸的电势较高答案BD解析海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线。根据右手定则可判断出北岸是正极，电势高，南岸电势低，所以C错误，D正确。EBlv4.51051002 V9103 V9 mV，所以B正确，A错误。5(多选)一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向。线圈中的箭头指向为电流i的正方向，如图1所示，已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图2所示，则下列选项中可能是磁感应强度随时间变化的图象的是()答案CD解析由题给条件，结合楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，在00.5 s,1.52.5 s以及3.54.0 s，磁感应强度为正方向均匀增大，或负方向均匀减小，在0.51.5 s，以及2.53.5 s，磁感应强度为正方向均匀减小，或负方向均匀增大，故A、B错误，C、D正确。6如图半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A由c到d，I B由d到c，IC由c到d，I D由d到c，I答案D解析金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根并排的长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E，由右手定则可知感应电流方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I，方向由d到c，故D正确。7如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。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中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小答案D解析磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律判断回路中产生顺时针的感应电流，ab中的感应电流方向由a到b，故A错误。根据法拉第电磁感应定律，EnnS，电阻一定，In，磁感应强度随时间均匀减小，磁通量变化率为定值，ab中的感应电流不变，B错误。FBIL，磁感应强度随时间均匀减小，则安培力随时间均匀减小，C错误。ab始终保持静止说明静摩擦力和安培力为一对平衡力，故摩擦力逐渐减小，故D项正确。8如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为。虚线框abcd内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的ab边与磁场的dc边重合。现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的dc边距离为l。在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为()A.mvmgl B.mvmglC.mv2mgl D.mv2mgl答案D解析设金属线框产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律得mvQmg2l，所以Qmv2mgl。因此，D正确，A、B、C错误。9图甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图乙所示。则列车的运动情况可能是()A匀速运动 B匀加速运动C匀减速运动 D变加速运动答案C解析当列车通过线圈时，线圈的左边及右边先后切割磁感线，由EBlv可得电动势的大小由速度v决定，由题图可得线圈产生的感应电动势均匀减小，则列车做匀减速运动，选项C正确。10如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中。两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半，则线圈中磁场B的变化情况和磁通量变化率分别为()A正在增强，B正在增强，C正在减弱，D正在减弱，答案B解析根据K闭合时传感器示数变为原来的一半，推出带正电小球受电场力向上，即两金属板组成的电容器上极板带负电，下极板带正电，线圈上端相当于电源负极，下端相当于电源正极，由楞次定律得线圈中磁场正在增强；对小球受力分析得q，其中感应电动势EU，En，代入得，故B正确。二、非选择题(共2小题，40分)11(20分)有一个100匝的线圈，横截面是边长为L0.2 m的正方形，其左半部分放在初始磁感应强度B1 T的匀强磁场中，如图1所示，线圈平面与磁场垂直，若磁感应强度的变化如图2所示，则在前5 s内穿过线圈的磁通量改变了多少？磁通量的变化率是多少？线圈产生的感应电动势是多少？答案0.01 Wb0.002 Wb/s0.2 V解析线圈的有效面积为S0 m20.02 m2，BS0|B2B1|S00.02 Wb0.01 Wb，由磁通量的变化率0.002 Wb/s。由En1000.002 V0.2 V。12(20分)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n1500，横截面积S20 cm2。螺线管导线电阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。(1)求螺线管中产生的感应电动势；(2)闭合开关S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；(3)S断开后，求流经R2的电荷量。答案(1)1.2 V(2)5.76102 W(3)1.8105 C解析(1)根据法拉第电磁感应定律EnS， T/s0.4 T/s，代入数值得E1500201040.4 V1.2 V。(2)根据闭合电路欧姆定律I0.12 A，PI2R1，代入数值得P5.76102 W。(3)S断开后，流经R2的电量即为S闭合后C板上所带的电量Q。S闭合后，电容器两端的电压UIR20.6 V，流经R2的电荷量QCU1.8105 C。