高中物理 第4章 4 法拉第电磁感应定律课后巩固练习 新人教版选修32.doc

4法拉第电磁感应定律一、单项选择题1关于电磁感应电动势大小的正确表达是( d )a穿过某导体框的磁通量为零，该线框中的感应电动势一定为零b穿过某导体框的磁通量越大，该线框中的感应电动势就一定越大c穿过某导体框的磁通量变化越大，该线框里的感应电动势就一定越大d穿过某导体框的磁通量变化率越大，该线框里的感应电动势就一定越大解析：根据法拉第电磁感应定律en，电动势大小与磁通量变化率成正比，当磁通量为零时，不一定为0，a项错；越大，不一定越大，b项错；越大，不一定越大，c项错2一闭合圆线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法不可行的是( c )a使线圈匝数增加一倍b使线圈面积增加一倍c使线圈匝数减小一半d使磁感应强度的变化率增大一倍3如图447所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环为使圆环受到向上的磁场力作用，导线abcd中的磁感应强度b随时间t的变化是图中的( a ) 图447 解析：c、d两种情况，abcd回路中磁通量均匀变化，产生的感应电动势恒定，所以螺线管中的电流恒定，产生磁场恒定，圆环中的磁通量不变，所以圆环中无感应电流，不受磁场力而a中的abcd回路中磁通量不均匀变化，磁感应强度的变化率越来越小，产生的感应电动势越来越小；螺线管中的电流越来越小，穿过圆环的磁通量变小，为阻碍变小，环有向上运动的趋势，即受到向上的磁力而b所示磁感应强度的变化率越来越大，正好相反4如图448所示，mn和pq是平行的水平光滑金属导轨，电阻不计ab和cd是两根质量均为m的导体棒，垂直放在导轨上，导体棒有一定的电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中原来两导体棒都静止，当ab棒受到瞬时冲击力作用而向右以v0运动(两棒没有相碰)，则( c ) 图448acd棒先向右做加速运动，后减速运动bcd棒向右做匀加速运动cab和cd棒最终以共同速度向右匀速运动d由于过程中有电能的消耗，两棒最终静止解析：ab切割磁感线，产生感应电流，使得cd也有感应电流，安培力阻碍他们的运动，所以安培力对ab是阻力，对cd是动力，cd加速，ab减速，同时cd也开始切割磁感线，产生反电动势，当ab和cd棒速度相等时，cd棒反电动势与ab产生的电动势相等时，电路中的感应电流为零，两棒所受合外力为零，以共同速度运动二、双项选择题5根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位v可以表示为( bc )at/s bwb/sctm2/s dwbm2/s解析：根据公式en，bs可知b、c正确6(2011年广州一模)如图449，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面ab棒在恒力f作用下向右运动，则( bd )图449a.安培力对ab棒做正功b.安培力对cd棒做正功c.abdca回路的磁通量先增加后减少d.f做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和7当线圈中的磁通量发生变化时( bc )a线圈中一定有感应电流b线圈中一定有感应电动势c线圈中感应电动势大小与电阻无关d线圈中感应电流大小与电阻无关解析：磁通量发生变化，一定有感应电动势，但只有当线圈闭合时才有感应电流，所以a错，b正确；感应电动势en与电阻无关，而电流i与电阻有关，c正确，d错8闭合回路的磁能量随时间t变化图象分别如图4410所示，关于回路中产生的感应电动势的论述，其中不正确的是( cd ) 图4410a图甲的回路中没有感应电动势b图乙的回路中感应电动势恒定不变c图丙的回路中0t1时间内的感应电动势小于t1t2时间内的感应电动势d图丁的回路中感应电动势先变大，再变小解析：根据法拉第电磁感应定律，en，在t图象上，若n1，图线某点切线的斜率表示电动势的大小图甲：0，图乙：是一定值，图丙0t1斜率比t1t2大，图丁斜率先变小后变大三、非选择题9如图4411所示，在宽为0.5 m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r0.6 的直导体，在导轨的两端分别连接两个电阻r14 、r26 ，其他电阻不计整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度b0.1 t当直导体在导轨上以v6 m/s的速度向右运动时， 求：直导体棒两端的电压和流过电阻r1和r2的电流大小图4411解：由题意可画出如图5所示的电路图，则感应电动势图5eblv0.10.56 v0.3 vuab v0.24 vi10.06 ai20.04 a.10如图4412所示，圆形金属线框的半径r0.5 m，圆形线框平面垂直于磁场方向放置，匀强磁场的磁感应强度b1.0 t，现把圆形线框翻转180，所用时间t0.2 s，则这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多大？如果金属导线的电阻率1.010-7m，导线的横截面积s01.010-7m2，则圆形线框内产生的平均感应电流为多大？图4412解：在时间t内磁通量的变化量21br2(br2)2r2b.在t时间内产生的平均感应电动势e v7.85 v.线圈的电阻r 3.14 所以线圈中的平均电流i a2.5 a.11如图4413甲所示的螺线管的匝数n1500，横截面积s20 cm2，电阻r1.5 ，与螺线管串联的外电阻r110 ，r23.5 .若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，计算r1上消耗的电功率图4413解：根据法拉第电磁感应定律，螺线管中产生的感应电动势enns6.0 v整个回路中产生的感应电流为i0.4 a根据电功率的公式pi2r11.6 w.12如图4414所示，让闭合导线框abcd从高处自由下落一定高度后进入水平方向的匀强磁场，以cd边开始进入到ab边刚进入磁场这段时间内，下列选项中表示线框运动的速度时间图象中不可能的是( a )图4414解析：当框的下边进入磁场时，dc边切割磁感线产生电动势，有了感应电流，受到安培力此安培力如果恰好与重力相等，框的进入过程匀速，b有可能如果此安培力小于重力，则框加速，安培力增大，当两者相等时，框匀速如果此安培力大于重力，则框减速，安培力减小，当两者相等时，框匀速13(双选)光滑金属导轨宽l0.4 m，电阻不计，均匀变化的磁场穿过整个轨道平面，如图4415中甲所示磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示金属棒ab的电阻为1 ，自t0时刻起从导轨最左端以v2 m/s的速度向右匀速运动，则( cd )图4415a1 s末回路中电动势为0.8 vb1 s末ab棒所受磁场力为0.64 nc1 s末回路中电动势为1.6 vd1 s末ab棒所受磁场力为1.28 n解析：1 s末磁场强度为b2 t，回路中电动势为eblv1.6 v，则c对；回路中的电流为i1.6 a，杆受的安培力为fbil1.28 n，则d对14如图4416所示，匝数n100匝、横截面积s0.2 m2、电阻r0.5 的圆形线圈mn处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按b0.60.02t(t)的规律变化处于磁场外的电阻r13.5 ，r26 ，电容c30 f，开关s开始时未闭合，求：(1)闭合s后，线圈两端m、n两点间的电压umn和电阻r2消耗的电功率；(2)闭合s一段时间后又打开s，则s断开后通过r2的电荷量为多少？图4416解：(1)线圈中感应电动势enns1000.020.2 v0.4 v通过电源的电流强度i a0.04 a线圈两端m、n两点间的电压umneir(0.40.040.5)v0.38 v电阻r2消耗的电功率p2i2r2