高中物理 第1章 电磁感应 第2节 感应电动势与电磁感应定律自我小测（含解析）鲁科版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求感应电动势与电磁感应定律夯基达标1.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如下图所示位置时，此线圈( )A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小2.穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb，则( )A.线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势3.在法拉第电磁感应定律表达式中，涉及电动势E、磁通量的变化量、时间t等物理量，在应用时要注意( )A.所有的物理量要统一采用国际单位B.所有物理量不一定都要采用国际单位C.它既适用于单匝回路，又可直接适用于多匝回路D.它的物理意义可以这样讲，感应电动势就是磁通量的变化率4.关于感应电流和感应电动势的关系，下列叙述中正确的是( )A.电路中有感应电流，一定有感应电动势B.电路中有感应电动势，一定有感应电流C.两个电路中，感应电动势大的其感应电流也大D.两个电路中，感应电流大的其感应电动势也大5.一个面积S=4102 m2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如下图所示，则下列判断正确的是( )A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/sB.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于0.08 VD.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零6.如下图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤去外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是( )A.减速运动到停止 B.来回往复运动C.匀速运动 D.加速运动能力提升 7.如下图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且两次的起始和终止位置相同，则( )A.第一次磁通量变化较大B.第一次G的最大偏角较大C.第一次经过G的总电量较多D.若断开S，G均不偏转，故均无感应电动势8.如下图所示，abcd为一匀强磁场区域，现在给竖直方位的金属环以某种约束，以保持它不转动地匀速下降，在下落过程中，它的左半部通过磁场.圆环用均匀电阻丝做成，F、O、E为环的上、中、下三点，则下列说法中正确的是( )A.当E和d重合时，环中电流最大 B.当O和d重合时，环中电流最大C.当F和d重合时，环中电流最大D.以上说法都不对9.在下图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )A.匀速滑动时，I1=0，I2=0 B.匀速滑动时，I10，I20C.加速滑动时，I1=0，I2=0 D.加速滑动时，I10，I2010.如下图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速v0抛出.设在整个过程中棒始终与原抛出位置平行，且不计空气阻力，则在金属棒运动的过程中，产生的感应电动势大小的变化情况是( )A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断11.如下图所示，正三角形abc的边长为L，在磁感应强度为B的匀强磁场中以平行于bc边的速度v匀速运动，则电流表的示数为_A，ab两点间的电势差为_V.12.如下图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO，以角速度匀速转动.(1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大?最大值为多少?(2)当线框由图示位置转过60的过程中，平均感应电动势为多大?(3)线框由图示位置转到60时瞬时感应电动势为多大?13.如下图所示，匀强磁场B=0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相同，电阻为R=1/3 ，框架电阻不计，电阻R1=2 ，R2=1 ，当金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器C为0.3 F，则其充有多少电荷量？拓展探究14.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下)，并在两条铁轨之间平放一系列线圈，请探究：(1)当列车运行时，通过线圈的磁通量会不会发生变化？(2)列车的速度越快，通过线圈的磁通量变化越快吗？(3)为了测量列车通过某一位置的速度，有人在磁悬浮列车所经过的位置安装了电流测量记录仪(测量记录仪未画出)如下图所示，记录仪把线圈中产生的电流记录下来.假设磁铁的磁感应强度在线圈中为B.线圈的匝数为n，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，为l，线圈总电阻为R(包括引线电阻)，你能否根据记录仪显示的电流I，求出列车所经过位置的速度？参考答案1解析：这时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，磁通量的变化率最大.答案：C2解析：由知，感应电动势始终为2 V.答案：C3解析：公式中，各物理量都必须统一采用国际单位，此公式适用于单匝线圈，若有多匝线圈，则公式要写为.答案：A4解析：只要电路中的磁通量发生变化，一定会产生感应电动势，而只有闭合回路才会产生感应电流，因此，有感应电流一定有感应电动势，而有感应电动势不一定有感应电流.答案：A5解析：由得，A项正确.因为没有规定感应电动势的方向，所以C项错误.答案：A6解析：当ab达到速度v时，ab中感应电动势E=BLv，此时，电容器已被充电的两板间电势差U=E=BLv，外力撤销瞬间，ab速度仍为v，则棒中感应电动势仍为E=BLv，电容器带电荷量未变时，两极板间电势差为U=BLv，则a端与电容器上板间、b端与电容器下板间电势差均为零，回路中没有充、放电电流，所以ab将以速度v做匀速运动，不发生任何能量的转化.答案：C7解析：将磁铁插到闭合线圈的同一位置，磁通量的变化量相同，而用的时间不同，所以磁通量的变化率不同；感应电流，感应电流的大小不同；流过线圈横截面的电荷量，两次磁通量的变化量相同，电阻不变，所以q与磁铁插入线圈的快慢无关.答案：B8解析：金属环在匀速下落，其中竖直直径FOE的左侧部分匀速通过匀强磁场，图中水平虚线间的部分表示线圈匀速通过磁场时面积的变化量S，环中产生的感应电动势E=BS/t，由此可知当O和d重合时金属环产生的感应电动势E最大，此时，环中感应电流最大.答案：B9解析：当横杆AB在导轨上滑动时，产生感应电动势，相当于电源，对电阻供电，故不论是匀速还是加速运动，I10.若AB杆匀速运动，产生的感应电动势恒定，电容器C两极板间电压恒定，电容器上的电量不变，故此时I2=0.若AB加速运动，AB上产生的感应电动势增大，电容器两极板间电压增大，电容器极板上的电量增多，被充电，故此时I20，所以D项正确.答案：D10解析：导体ab平抛运动过程中水平速度不变，切割磁感线的速度不变，据E=Blv知，C项正确.答案：C11解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零.三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导线棒切割磁感线，所以.答案:0 12解析：(1)线框平面与磁感线平行时，磁通量的变化率最大，Em=2Blab=BS.(2)由题图所示位置转过60的过程中，磁通量变化量=BSBScos60=BS.所以.(3)瞬时感应电动势为：E=2BlabVabsin60=BS.答案：(1)线框平面与磁感线平行时磁通量的变化率最大 BS (2) (3) 13解析：据题意等效电路如下图所示感应电动势E=Blv=0.10.45 V=0.2 V流过金属棒的电流=0.2 AAD两端电压U=EIR=(0.20.2)V=Vqc=CUc=CU=0.3106C=4108C答案：(1)0.2 A (2)4108C14解答：(1)当列车运行时，通过线圈的磁通量会发生变化.(2)列车速度越快，通过线圈