2018-2019学年高中物理电磁感应4法拉第电磁感应定律分层训练.docx

4 法拉第电磁感应定律A级抓基础1穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加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线圈中感应电动势始终为2 VD线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V解析：由En知：恒定，n1，所以E2 V.答案：C2下列说法中正确的是()A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流D穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流解析：只要穿过电路的磁通量发生变化，导体中就产生感应电动势，若电路闭合则有感应电流，故D正确；由于线圈是否闭合并不确定，故A、B错误；闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时，如果穿过电路的磁通量不发生变化，就不产生感应电动势，也就不产生感应电流，故C错答案：D3如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()Aca，21Bac，21Cac，12 Dca，12解析：由右手定则判断可知，MN中产生的感应电流方向为NM，则通过电阻R的电流方向为ac.MN产生的感应电动势公式为EBLv，其他条件不变，E与B成正比，则得E1E212.答案：C4(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则OD过程中()A线圈在O时刻感应电动势最大B线圈在D时刻感应电动势为零C线圈在D时刻感应电动势最大D线圈在O至D时间内平均感应电动势为0.4 V解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从O至D时间内的平均感应电动势E V0.4 V.由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小和磁通量的改变量均无必然联系，仅由磁通量的变化率决定，而任何时刻磁通量的变化率就是-t图象上该时刻切线的斜率，不难看出O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小，为零，故A、B、D选项正确答案：ABD5一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A. B1C2 D4解析：设原磁感应强度为B，线框面积为S，第一次在1 s内将磁感应强度增大为原来的两倍，即变为2B，感应电动势为E1；第二次在1 s内将线框面积均匀的减小到原来的一半，即变为S，感应电动势大小为E2，所以有1，选项B正确答案：BB级提能力6一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()解析：01 s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B错误；4 5 s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，D错误答案：C7(多选)如图所示，矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是L，电阻都是R，其余电阻不计，框架以速度v匀速平移，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时ab边两端电压分别为U1、U2、U3，则下列判断结果正确的是()AU1BLv BU22U1CU30 DU1U2U3解析：当ab进入磁场时，I，则U1EIRBLv.当cd也进入磁场时，I，U2EIBLv.三边都进入磁场时，U3BLv.故选项A、B正确答案：AB8面积S为0.2 m2、匝数n为100的圆形线圈，处在下图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律B为0.02t T，R为3 ，C为30 F，线圈电阻r为1 ，求：(1)通过R的电流大小和方向；(2)电容器所带的电荷量解析：(1)由楞次定律知，变大，线圈的感应电流方向为逆时针方向，所以通过R的电流方向为ba，感应电动势EnnS1000.20.02 V04 V，则感应电流I A0.1 A.(2)电容器两端电压UCURIR0.13 V0.3 V，电容器所带的电荷量QCUC301060.3 C9106 C.9如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：(1)磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值Im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动：BILmg，解得：B.(2)感应电动势EBLv，感应电流I，由解得：v.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm.机械能守恒mvmgh，感应电动势的最大值EmBLvm，感应电流的最大值Im，解得：Im.10如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37夹角放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的vt图象如图乙所示(g取10 m/s2)求：图甲图乙(1)磁感应强度B；(2)杆在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量解析：(1)由图乙得a m/s25 m/s201 s前，由牛顿第二定律有mgsin fma代入数据得f0.1 N01 s后匀速运动，有mgsin fFA0而FABILBL.由得B T2 T.(2)I A0.25 AQRI2Rt0.25230.1 J J.11匀强磁场的磁感应强度B0.2 T，磁场宽度l3 m，一正方形金属框边长adl1 m，每边的电阻r0.2 ，金属框以v10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如下图所示求：(1)画出金属框穿过磁场区域的过程中，金属框内感应电流的It图线； (2)画出ab两端电压的Ut图线解析：线框的运动过程分为三个阶段：第一阶段cd相当于电源，ab为等效外电路；第二阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源；第三阶段ab相当于电源，cd相当于外电路，如下图所示在第一阶段，有I12.5 A.感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为：t1 s