人教版物理選修3-2同步配套練習(xí)：4.4法拉第電磁感應(yīng)定律含答案

1、4法拉第電磁感應(yīng)定律-課時(shí)過關(guān)能力提升基礎(chǔ)鞏固i.下列說法正確的是（）A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B.線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C.線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大A的大小無直接關(guān)系。磁通量1,界亦即與丁成正比畫線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E= E，與或即不工越大變化越快，亡，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。答案D2.，線圈中感應(yīng)電動勢最小的是穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，在下列幾段時(shí)間內(nèi)（）A.02 sB.24 sC.45 sD.510 s而圖象斜率絕對值越小，表明磁

2、通量的變化率越小，感應(yīng)電動勢也就越小。答案D3.如果穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量,始終每秒均勻地增加2川則（ TOC o 1-5 h z 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)電動勢畫根據(jù)題意，穿過線圈的磁通量始終每秒均勻增加2 Wb,即穿過線圈的磁通量的變化21 = 2 = 2Wb/s,由法拉第電磁感應(yīng)定律知E= At V,所以選Co答案C線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中4.將閉合多匝線圈置于只有磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的磁場中 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是（）A.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無

3、關(guān)B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快 ，感應(yīng)電動勢越大D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析|線圈平面與磁場方向垂直，由江彳不可知感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)及磁通量的變化率有關(guān)E=凸工，匝數(shù)越多，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢就越大。若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在減小，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同 ；若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反 ，故選項(xiàng)C正確。HKc.在南極（可看成是地磁北極）上空離地面較近處，有一根與地面平行的直導(dǎo)線，現(xiàn)讓直導(dǎo)線由靜止自由 下落,在下落過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（）A.增大B.減小C.不變D.無法判斷

4、畫南極上空磁感線豎直向上，當(dāng)直導(dǎo)線自由下落時(shí) v與B平行，并不切割磁感線，所以感應(yīng)電動勢始 終為零，所以選Co答案|C.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊 a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是 （ ）而由E=Blv知,這四種情況線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是相同的，而選項(xiàng)B中a、b兩點(diǎn)間e為丁，而其他三種情況電勢差的絕對值都為彳所以選電勢差是電源的路端電壓，電勢差的絕對值4BBo答案B.一個(gè)200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，磁場的

5、方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 To在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是 Wb;磁通量的平均 變化率是 Wb/s;線圈中的感應(yīng)電動勢的大小是 V。畫磁通量的變化量是由磁場的變化引起的所以4蟲=相泌所9=(0.5-0.1) 20X10-40.5 Wb=4X10444 x W率二-Wb,磁通量的變化儀 0 05Wb/s=8 X10-3 Wb/s,感應(yīng)電動勢n-= 200 X 8 X 10 - 3E=削V=1.6 V。4M0-4 8X10-3 1.6.試寫出如圖所示白各種情況下，導(dǎo)線中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式(導(dǎo)線長均為1,速度為v,磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B,

6、圖(3)中導(dǎo)體垂直紙面)。畫因?yàn)?1)(3)中此時(shí)導(dǎo)體不切割磁感線，所以E=0,因?yàn)?2)中B、l、v兩兩垂直，所以E=Blv。SK1(1)E=0 (2)E=Blv (3)E=0.如圖甲所示，面積為100 cm2的金屬圓環(huán)，電阻為0.1 圓環(huán)中磁場的變化規(guī)律如圖乙中直線AB所示，且磁場方向與環(huán)面垂直。在 A一B的過程中，計(jì)算流過圓環(huán)某一橫截面的電荷量。解析在A-B的過程中，由題圖知圓環(huán)中的磁場在增強(qiáng)，通過圓環(huán)的磁通量在增加，因此有感應(yīng)電流產(chǎn) 生。流過圓環(huán)某一橫截面的電荷量為q= tXE AB在At時(shí)間& 凸亡So聯(lián)立上面幾個(gè)式子，可解得4AB S 0.1 x 100 x 10-C=0.01 C

7、o答案0.01 C能力提升1.右圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n,面積為So若在ti到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由 Bi均勻增加到B2則該段時(shí)間線圈兩端 a和之間的電勢差%-加（）A.恒715(% - B)到B.從0均勻變化,2 = nS(B2 - B JC.恒為nS(B2 - B JD.從0均勻變化到畫由楞次定律和安培定則可知，感應(yīng)電流由a到b,線圈相當(dāng)于電源，故也如。根據(jù)法拉第電磁感n-rr = - ，綜上所述 選項(xiàng)應(yīng)定律可得 他-蚓=*1,（j）a-（j）b= CC正確。答案|C2.如圖所示，均勻的金屬（電阻率較大）長方形線框從勻

8、強(qiáng)磁場中以速度 V勻速拉出，它的兩邊固定有帶 金屬滑輪的導(dǎo)電裝置，金屬框向右運(yùn)動時(shí)總是能與兩邊良好接觸 ，一理想電壓表跨接在 PQ兩導(dǎo)電裝置上。在金屬框向右勻速拉出的過程中，電壓表的讀數(shù)情況為（金屬框白長為a,寬為b,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)()A.恒定不變，讀數(shù)為BbvB.恒定不變，讀數(shù)為BavC.讀數(shù)變大D.讀數(shù)變小解析|由E=Bbv知，在金屬框向右勻速拉出的過程中，線框中感應(yīng)電動勢白大小是不變的，而與電壓表并聯(lián)的外電阻的阻值不斷增大，由串聯(lián)分壓知，電壓表的讀數(shù)變大。答案3.電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器。如圖甲為電吉他的拾音器的原理圖 ，在金屬弦的下 方放置有一個(gè)連接到放大器的螺線管，一

9、條形磁鐵固定在管內(nèi)。當(dāng)撥動金屬弦后 ，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生 感應(yīng)電流，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號。若由于金屬弦的振動 ，螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí) 間的變化如圖乙所示，則對應(yīng)感應(yīng)電流的變化為 （ ）金屬弦條形磁鐵甲乙O k O 4 tABCDE 中畫由感應(yīng)電流公式I R 叩，感應(yīng)電流大小與磁通量的變化率成正比，在-t圖線上各點(diǎn)切線的斜率的絕對值對應(yīng)感應(yīng)電流的大小，斜率的正、負(fù)號表示電流的方向；根據(jù)題圖乙，在0to時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流I的大小先減小到零，然后再逐漸增大，電流的方向改變一次，選項(xiàng)B符合要求。答案B4.如圖所示，導(dǎo)體棒AB的長為2R,繞。點(diǎn)以角速度 勻速轉(zhuǎn)動，OB長為R,且O、B、A三點(diǎn)

10、在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差為()1AC.4B coR2D.6BcoR2解析A點(diǎn)線速度Va= CO 3R,B點(diǎn)線速度VB= coR,AB棒切割磁感線的平均速VA 4- VB度后=5=2出用由_E=B卜得,AB兩端的電勢差為E=B 2R【止確口答案C5.（多選）一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿 ，桿指向地心。若僅考慮地磁場的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空（）A.由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動勢的方向一定由上向下B.由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動勢的方向一定由上向下C.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動勢

11、的方向一定由下向上D.沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動勢解析X-X-X-X，若飛機(jī)由東向西飛行如圖所示，設(shè)觀察方向?yàn)槊嫦虮狈?，左西右東，則地磁場方向平行赤道表面向北時(shí),由右手定則可判斷出感應(yīng)電動勢方向?yàn)橛缮舷蛳?，若飛機(jī)由西向東飛行時(shí)曲右手定則可判斷出感，速度方向平行于磁場，應(yīng)電動勢方向?yàn)橛上孪蛏?，選項(xiàng)A又1B錯(cuò);沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動時(shí) 金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動勢 ，選項(xiàng)C錯(cuò),D對。答案|adC D6.如圖所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中，繞。軸以角速度 3 沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，電阻兩端分別接盤心。和盤邊緣，不計(jì)金屬圓

12、盤的電阻，則通過電阻R的電流 的大小和方向是 ( )二二一跳由D至UC1 二 A.由 C 到 D,I KK。=京畫*百1Br%助電路中電流-畫由右手定則可判斷出 R中電流方向由C到D,電動勢E占I 2K答案|C7.橫截面積S=0.2 m2、n=100匝的圓形線圈A處在如圖所示的磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為 0.02T/s。開始時(shí)S未閉合，Ri=4 QR2=6 QC= 30出線圈內(nèi)阻不計(jì)，求閉合S后,通過R2的電流的大??；(2)閉合S一段時(shí)間后又?jǐn)嚅_，問S斷開后通過R2的電荷量是多少？ABSAB, = 0.02n= 100 X 0.02 X 0.2畫(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小亡 T/s,所以E=

13、 V=0.4 VE 0,4A=0.04 A。(2)R2兩端的電壓為X 0.4U2V=0.24 V所以 Q=CU 2=30X10-6X0.24 C=7.2 10-6 Copo (1)0.04 A (2)7.2 10-6 C8.如圖所示 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T。一個(gè)匝數(shù)n=50的矩形線圈邊長 ab=0.2 m,bc=0.1 m,以角速度3=314 rad/s繞ab邊所在直線勻速轉(zhuǎn)動。求 ：(1)圖示位置時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過90。這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢。解析|(1)在圖示位置的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢由公式E=nBlv(2)這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢由公式1公得得 E=50X

14、0.5X0.2X0.1X314 V=157 V。0 5 X 0,2 X 0,1E = 50 x2314V=100 V。|(1)157 V (2)100 V9.如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距h= 0.1 m的平行光滑金屬導(dǎo)軌 MN與PQ,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn) N、Q之間連接一阻值R=0.3皿電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為l=0.2 m,每米的電阻為r=2.0 的金屬棒ab。金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)為c、do當(dāng)金屬棒以速度 v=4.0 m/s向左勻速運(yùn)動時(shí)，試求：(1)電阻R中的電流大小(2)使金屬棒做勻速運(yùn)動的外力；(3)金屬棒a、b兩端點(diǎn)間的電勢差。解析金屬棒向左勻速運(yùn)動時(shí)，等效電路如圖所示。在閉合回路中，金屬棒的cd部分相當(dāng)于閉合電路的電源,ac、bd部分同樣產(chǎn)生電動勢，但對電路中的電流沒有影響。(1)cd部分切割磁