高三物理总复习 92法拉第电磁感应定律及其应用同步练习 新人教版.doc

9-2法拉第电磁感应定律及其应用 一、选择题1下列说法正确的是()a线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大b线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大c线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大d线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大答案d解析对于a、b两项显然违背前面所述，对于c项，磁感应强度越大线圈的磁通量不一定大，也不一定大，更不一定大，故c错，只有d项，磁通量变化得快，即大，由en可知，选项d正确2(2011广东)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案c解析根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小与线圈的匝数成正比，与磁通量的变化率成正比，与磁通量大小无关，故a、b错误，c正确；根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同，也可能相反，d错误3(2011武汉模拟)如上图所示是测定自感系数很大的线圈l的直流电阻的电路，l两端并联一只电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应先()a断开s1 b断开s2 c拆除电流表 d折除电阻r答案b解析当s1、s2均闭合时，电压表与线圈l并联；当s2闭合而s1断开时，电压表与线圈l串联，所以在干路断开前后自感线圈l中电流方向相同而电压表中电流方向相反，使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表正确答案为b选项4(2011徐州模拟)如上图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻r，导轨电阻可忽略不计mn为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为r.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为b，方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)现对杆mn施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动令u表示mn两端电压的大小，则()aublv，流过固定电阻r的感应电流由b到dbublv，流过固定电阻r的感应电流由d到bcublv，流过固定电阻r的感应电流由b到ddublv，流过固定电阻r的感应电流由d到b答案a解析导体杆向右匀速运动产生的感应电动势为blv，r和导体杆形成一个串联电路，由分压原理得urblv，由右手定则可判断出感应电流方向由nmbd，所以a选项正确5(2011苏锡常镇四市模拟)用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径如上图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率k(k0)则()a圆环中产生逆时针方向的感应电流b圆环具有扩张的趋势c圆环中感应电流的大小为d图中a、b两点间的电势差uab|kr2|答案bd解析根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，a选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，b选项正确；产生的感应电动势为/tkr2/2，则电流大小为|，c选项不正确；uab等于kr2的绝对值，d选项正确6(2011济南模拟)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器，如下图(甲)所示为电吉他拾音器的原理图，在金属弦的下方有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图(乙)所示，则对应感应电流的变化为()答案b解析由法拉第电磁感应定律可知，en，即磁通量变化率越大，感应电动势、感应电流也就越大分析螺线管内的磁通量随时间的变化关系图线可知，图线斜率越大产生的感应电流越大，斜率为零，感应电流也为零，对比各选项可知，选项b正确7(2011江西重点中学模拟)如上图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以3v、v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ad边两端电势差相同d通过导体框截面的电荷量相同答案ad解析导体框分别朝两个方向以3v、v的速度匀速拉出磁场，磁通量皆减少，由楞次定律知，导体框中产生的感应电流方向相同，故a正确；设导体框边长为l，每边电阻均为r，则产生的电动势eblv0，感应电流为i，导体框中产生的焦耳热qi24rt()24r，因拉出磁场的速度不相同，故产生的焦耳热不相同，故b错误；当导体框以3v速度匀速拉出磁场时，则产生的电动势e13blv，感应电流为i1，ad边两端电势差u1i1r；当导体框以v速度匀速拉出磁场时， 则产生的电动势e2blv，感应电流为i2，ad边两端电势差u2i2r，故导体框ad边两端电势差不相同，故c错误；当导体框分别从两个方向移出磁场的过程中，通过导体框截面的电荷量q相同，故选项d正确8(2011山东)如下图(甲)所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计两质量、长度均相同的导体棒 c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触用ac表示c的加速度，ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移图(乙)中正确的是()答案bd解析0h，c棒自由落体acg，h3h，c棒匀速下落当c棒达xc3h处时，d棒恰进入磁场，且速度相等，从此以后c、d棒中电流为零，f安0，c、d棒只受重力，以共同的速度自由下落，acadg.故a错误，b正确；02h段只有重力做功，2h4h段受安培力和重力，4h以后只受重力，故c错误，d正确二、非选择题9.如上图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一磁场垂直穿过粗金属环所在区域当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为e，则a、b两点间的电势差为_答案解析设粗环电阻为r，则细环电阻为2r，由于磁感应强度随时间均匀变化，故回路中感应电动势e恒定回路中感应电流i，由欧姆定律a、b两点电势差(细环两端电压)ui2re.10如下图所示，不计电阻的u形导轨水平放置，导轨宽l0.5m，左端连接阻值为0.4的电阻r.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1的导体棒mn，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量m2.4g的重物，图中l0.8m，开始时重物与水平地面接触并处于静止整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b00.5t，并且以0.1t/s的变化率在增大不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g取10m/s2)答案1s解析以mn为研究对象，有bilft，以重物为研究对象，有ftfnmg.由于b在增大，安培力bil增大，绳的拉力ft增大，地面的支持力fn减小，当fn0时，重物将被吊起此时bilmg 又bb0t0.50.1t ell i 联立，代入数据解得t1s.11(2011大庆模拟)如下图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.20m，电阻r1.0；有一导体杆静止放在轨道上，与两轨道垂直，杆与轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度b0.5t的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下现用一外力f沿轨道方向拉杆，使杆做匀加速运动，测得力f与时间t的关系如图乙所示求杆的质量m和加速度a.答案0.13kg7.89m/s2解析导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用v表示瞬时速度，t表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为：eblvblat 闭合回路中的感应电流为：i 由安培定则和牛顿第二定律得：fbilma 将式代入式整理得：fmaat 在乙图线上取两点：t10，f11n；t238s，f24n 代入式，联立方程解得：m0.13kg，a7.89m/s2.12(2011银川模拟)如上图所示，半径为a的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里，磁感应强度为b的匀强磁场中，环内有一导体棒，电阻为r，可以绕环匀速转动，将电阻r，开关s连接在环上和棒的o端，将电容器极板水平放置，两极板间距为d，并联在电阻r和开关s两端，如图所示(1)开关s断开，极板间有一带正电q、质量为m的粒子恰好静止，试判断om的转动方向和角速度的大小(2)当s闭合时，该带电粒子以g的加速度向下运动，则r是r的几倍？答案(1) om应绕o点逆时针转动(2)3解析(1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，om应绕o点逆时针方向转动粒子受力平衡，则：mgqeba2当s断开时，ue解得：(2)当s闭合时，根据牛顿第二定律：mgqmgur解得：3.13(2011河南师大附中模拟)磁悬浮列车是一种高速运载工具，它是经典电磁学与现代超导技术相结合的产物磁悬浮列车具有两个重要系统一是悬浮系统，利用磁力(可由超导电磁铁提供)使车体在轨道上悬浮起来与轨道脱离接触，另一是驱动系统，就是在沿轨道安装的绕组(线圈)中，通上励磁电流，产生随空间作周期性变化、运动的磁场，磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力为了有助于理解磁悬浮列车的牵引力的来由，我们给出了简化模型，图甲是实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框与轨道上运动磁场的示意图水平地面上有两根很长的平行直轨道，轨道间有竖直(图乙中垂直纸面)方向等距离间隔的匀强磁场b1和b2，二者方向相反车底部金属框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场b1和b2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动实验车沿轨道运动设金属框垂直轨道运动方向的边长l0.20m，金属框的总电阻r1.6，实验车a与金属框的总质量m2.0kg，磁场b1b2b1.0t，磁场运动速度v010m/s.回答下列问题：(1)设t0时刻，实验车a的速度为零，求金属框受到安培力的大小和方向；(2)已知磁悬浮状态下，实验车a运动时受到恒定的阻力f10.20n，求实验车a的最大速率vm；(3)实验车a与另一辆磁悬浮正常、质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车p挂接，设a与p挂接后共同运动时所受恒定阻力f20.50n.a与p挂接并经过足够长时间后的某时刻，撤去驱动系统磁场，设a和p所受阻力保持不变，求撤去磁场后a和p还能滑行多远答案(1)1.0n方向向右(2)8.0m/s(3)100m解析(1)t0时刻，金属框相对磁场的速度大小为v010m/s，金属框中产生逆时针方向的感应电流，设瞬时感应电动势大小为e0e0222blv04.0v设金属框中的电流大小为i0，根据闭合电路欧姆定律i02.5a设金属框受到的安培力的大小为f0，