高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第4節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題（含解析）新人教版選修3-2

1、4法拉第電磁感應(yīng)定律1.閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一閉合電路的下列哪個物理量成正比()A.磁通量B.磁感應(yīng)強度C.磁通量的變化率D.磁通量的變化量解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律表達式E=n知,閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與磁通量的變化率成正比,而與磁通量、磁感應(yīng)強度B、磁通量的變化量無關(guān),所以選項A、B、D錯誤,選項C正確。答案:C2.穿過一個單匝線圈的磁通量,始終以每秒均勻地增加2 Wb,則()A.線圈中的感應(yīng)電動勢每秒增大2 VB.線圈中的感應(yīng)電動勢每秒減小2 VC.線圈中的感應(yīng)電動勢始終為2 VD.線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢解析:根據(jù)題意,穿過線圈的磁通量始終每秒均勻增加2 Wb

2、,即穿過線圈的磁通量的變化率=2 Wb/s,由法拉第電磁感應(yīng)定律知E=n=2 V,所以選C。答案:C3.如圖所示,有一匝接在電容器C兩端的圓形導(dǎo)線回路,垂直于回路平面以內(nèi)存在著向里的勻強磁場B,已知圓的半徑r=5 cm,電容C=20 F,當(dāng)磁場B以4×10-2 T/s的變化率均勻增加時,則()A.電容器a板帶正電,電荷量為2×10-9 CB.電容器a板帶負(fù)電,電荷量為2×10-9 CC.電容器b板帶正電,電荷量為4×10-9 CD.電容器b板帶負(fù)電,電荷量為4×10-9 C解析:根據(jù)楞次定律可判斷a板帶正電,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=r2=&#

3、215;10-4 V,板上帶電荷量Q=CE=2×10-9 C,選項A正確。答案:A4.(多選)如圖所示為地磁場磁感線的示意圖,在北半球地磁場的豎直分量向下。飛機在我國上空勻速巡航,機翼保持水平,飛行高度保持不變。由于地磁場的作用,金屬機翼上有電勢差。設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為1,右方機翼末端處的電勢為2,則()A.若飛機從西往東飛,1比2高B.若飛機從東往西飛,2比1高C.若飛機從南往北飛,1比2高D.若飛機從北往南飛,2比1高解析:由右手定則可知機翼左端電勢比右端電勢高,即1>2,A、C項正確。答案:AC5.(多選)在北半球,地磁場的豎直分量向下。飛機在我國上空勻速巡航,

4、機翼保持水平,飛行高度不變,由于地磁場的作用,金屬機翼上有電勢差,設(shè)飛行員左方機翼末端處的電勢為1,右方機翼末端處電勢為2,則()A.若飛機從西往東飛,1比2高B.若飛機從東往西飛,2比1高C.若飛機從南往北飛,1比2高D.若飛機從北往南飛,2比1高解析:該題中飛機兩翼是金屬材料,可視為一垂直于飛行方向切割豎直向下的磁感線的導(dǎo)體棒,磁場水平分量對產(chǎn)生電動勢無作用。對選項A,磁場豎直分量向下,手心向上,拇指指向飛機飛行方向,四指指向左翼末端,故1>2,選項A正確。同理,飛機從東往西飛,仍是1>2,選項B錯誤。從南往北、從北往南飛,都是1>2,故選項C正確,選項D錯誤。答案:AC

5、6.如圖所示,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,設(shè)在整個過程中棒的方向不變且不計空氣阻力,則在金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變化情況是()A.越來越大B.越來越小C.保持不變D.無法判斷解析:棒ab水平拋出后,其速度越來越大,但只有水平分速度v0切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,故E=Blv0保持不變。答案:C7.將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路,并固定在水平面(紙面)內(nèi)?；芈返腶b邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中。回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場,以向里為磁場的正方向,其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方

6、向,能正確反映F隨時間t變化的圖象是()解析:根據(jù)楞次定律,在前半個周期內(nèi),圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針,即通過ab邊的電流方向為由b指向a,再根據(jù)左手定則判斷,ab邊受到的安培力為水平向左,即負(fù)方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,前半個周期內(nèi)ab中的電流為定值,則所受安培力也為定值。結(jié)合選項可知B正確。答案:B8.如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5 T。一個匝數(shù)n=50的矩形線圈邊長ab=0.2 m,bc=0.1 m,以角速度 =314 rad/s 繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動。求:(1)圖示位置時的瞬時感應(yīng)電動勢。(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過90°這段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢。解析:(1)在題圖中

7、位置的瞬時感應(yīng)電動勢由公式E=nBlv得E=50×0.5×0.2×0.1×314 V=157 V。(2)這段時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢由公式=n得=50× V=100 V。答案:(1)157 V(2)100 V9.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32 kg、邊長為l=0.8 m、匝數(shù)n=10的正方形線圈,總電阻為r=1 ,邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè),如圖甲所示,磁場方向垂直紙面向里,大小隨時間變化如圖乙所示,從t=0開始經(jīng)t0時間細(xì)線開始松弛,g取10 m/s2。求:(1)在前t0時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。(2)在前t0時間內(nèi)線圈的電功率。(3)t0的值。解析:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=n=n××()2=10××()2×0.5 V=0.4 V