河南省沁阳市第一中学高二物理 第四章第四节 法拉第电磁感应定律练习 新人教版选修32.doc

河南省沁阳市第一中学2013-2014学年高二物理 第四章第四节 法拉第电磁感应定律练习 新人教版选修3-2基础知识法拉第电磁感应定律：1.内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。2. 表达式：=k ，(k为比例系数)当单位选择：是伏特，是韦伯，t是秒时，比例系数k为多少呢？（让学生自己推导） 则比例系数为k=1这样上述表达式为：= 。如果闭合电路是一个n匝的线圈，由于穿过每匝的磁通量变化率均相同，则n匝线圈可以看作是单匝串联而成，因此n匝线圈中感应电动势应为单匝的n倍。即：=n 。3.注意上式中的 为磁通量的变化率，与、意义不同，可结合速度概念中 ，加速度概念中 对比进行理解。上式中是与t对应的，因此感应电动势应是t内的平均电动势。只有当t0时，= ，才为即时感应电动势。上式中当 为恒量时，感应电动势为定值，即不随时间而改变；此时平均电动势与即时电动势数值是相等的。其t图象应为直线，如下图。斜率即为电动势的数值。 练习题1、 选择题 1关于感应电动势大小的下列说法中，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线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大c线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大d线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大2如图1所示,与x轴夹角为30的匀强磁场磁感强度为b，一根长l的金属棒在此磁场中运动时始终与z轴平行，z轴垂直于纸面。以下哪些情况可在棒中得到大小为blv的电动势 a以2v速率向+x轴方向运动b以速率v垂直磁场方向运动 3如图2，垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为b。导体棒ab垂直线框两长边搁在框上，ab长为l。在t时间内，ab向右匀速滑过距离d，则 图三4、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示（正弦图象一部分），则（）a.线圈中0时刻感应电动势为0b.线圈中0时刻感应电动势最大c.线圈中d时刻感应电动势为0d.线圈中a时刻感应电动势大于b时刻感应电动势5一个n匝圆线圈，放在磁感强度为b的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 a将线圈匝数增加一倍b将线圈面积增加一倍c将线圈半径增加一倍d适当改变线圈的取向6如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为21，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，m、n两点的电势差之比为 a41b14c21d127沿着一条光滑的水平导轨放一个条形磁铁，质量为m，它的正前方隔一定距离的导轨上再放质量为m的铝块。给铝块某一初速度v使它向磁铁运动，下述说法中正确的是(导轨很长，只考虑在导轨上的情况) a磁铁将与铝块同方向运动 d铝块的动能减为零8如图5所示，相距为l，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd，导轨的电阻不计，磁感强度为b的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下，开始时，ab和cd都处于静止状态，现ab杆上作用一个水平方向的恒力f，下列说法中正确的是 acd向左运动 bcd向右运动cab和cd均先做变加速运动，后作匀速运动dab和cd均先做交加速运动，后作匀加速运动9如图6所示，rqrs为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以mn为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，mn线与线框的边成45角，e、f分别为ps和pq的中点，关于线框中的感应电流 a 当e点经过边界mn时，感应电流最大b 当p点经过边界mn时，感应电流最大c 当f点经过边界mn时，感应电流最大d 当q点经过边界mn时，感应电流最大10如图7所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为r的电阻，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻r中的电流强度为 a.bdv/rsin60ob.bdv/rc.bdvsin60o/rd.bdvcos60o/r如图8中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为b的匀强磁中，ab边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab边和bc边分别用l1和l2。若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为t，则通过框导线截面的电量是 abi1l2/rt b.bl1l2/r c.bi1l2/rt d.bi1l2二、填空题 12、如图9大环半径是小金属环的2倍。穿过大环的磁通量变化率为/t时，大环中的感应电动势为。穿过小环中的磁通量变化率也为/t时，小环中感应电动势为_。 13ab两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝，半径ra=2rb，内有如图10所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则a、b环中的感应电动势之比ab=_，产生的感应电流之比iaib_。 14如图11所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带_电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为_(设线圈的面积为s)15一导体棒长l=40cm，在磁感强度b=0.1t的匀强磁场中作切割磁感线运动，运动的速度v=5.0ms，若速度方向与磁感线方向夹角=30，则导体棒中感应电动势的大小为_v，此导体棒在作切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为_v16 如图12所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1框架左端的电阻r=0.4垂直框面的匀强磁场的磁感强度b=0.1t当用外力使棒ab以速度v=5ms右移时，ab棒中产生的感应电动势=_，通过ab棒的电流i=_ab棒两端的电势差uab=_，在电阻r上消耗的功率pr_，在ab棒上消耗的发热功率pr=_，切割运动中产生的电功率p=_17将一条形磁铁插入螺线管线圈。第一次插入用0.2秒，第二次插入用1秒，则两次线圈中电流强度之比为_，通过线圈的电量之比为_，线圈放出的热量之比为_。18正方形导线框abcd，匝数为10匝，边长为20cm，在磁感强度为0.2t的匀强磁场中围绕与b方向垂直的转轴匀速转动，转速为120rmin。当线框从平行于磁场位置开始转过90时，线圈中磁通量的变化量是_wb，线圈中磁通量平均变化率为_wbs，平均感应电动势为_v。三、计算题 19图13各情况中，电阻r=0.l，运动导线的长度都为l=0.05m，作匀速运动的速度都为v=10ms除电阻r外，其余各部分电阻均不计匀强磁场的磁感强度b=0.3t试计算各情况中通过每个电阻r的电流大小和方向20如图14，边长l=20cm的正方形线框abcd共有10匝，靠着墙角放着，线框平面与地面的夹角=30。该区域有磁感应强度b=0.2t、水平向右的匀强磁场。现将cd边向右一拉，ab边经0.1s着地。在这个过程中线框中产生的感应电动势为多少？21用粗细均匀的绝缘导线制成一个圆环，在圆环用相同导线折成一个内接正方形。将它们放入一个均匀变化的匀强磁场，磁场方向和它们所在的平面垂直。问（1）圆环中和正方形中的感应电动势之比是多少?（2）若圆环中产生的感应电流为ma，则正方形回路中的感应电流有多大？22.如图15所示，金属圆环的半径为r，电阻的值为2r。金属杆oa一端可绕环的圆心o旋转，另一端a搁在环上，电阻值为r。另一金属杆ob一端固定在o点，另一端b固定在环上，电阻值也是r。加一个垂直圆环的磁感强度为b的匀强磁场，并使oa杆以角速度匀速旋转。如果所有触点接触良好，ob不影响oa的转动，求流过oa的电流的范围。23如图16，光滑金属导轨互相平行，间距为l，导轨平面与水平面夹角为。放在一个范围较大的竖直向上的磁感强度为b的匀强磁场中。将一根质量为m的金属棒ab垂直导轨搁在导轨上。当ab最后在导轨上以v匀速下滑时，与导轨相连的小灯炮d正好正常发光，若不计导轨、金属棒ab的电阻，则d的额定功率为多少？灯丝此时的电阻为多少？24如图17所示，匀强磁场b=0.1t，金属棒ab长0.4m，与框架宽度相同，电阻为r=1/3，r1 =1,r2=2。当金属棒以5ms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0.3f，则充电量多少？25如图18所示，平行金属导轨的电阻不计，ab、cd的电阻均为r，长为l，另外的电阻阻值为r，整个装置放在磁感强度为b的匀强磁场中，当ab、cd以速率v向右运动时，通过r的电流强度为多少？法拉第电磁感应定律练习题答案一、选择题 1d 2abcd 3c 4bcd 5c、d 6c 7a、b 8b、d9b 10a 11b二、填空题 12e 1311，12