高中物理 1.2 感应电动势与电磁感应定律练习 鲁科版选修32.doc

1.2 感应电动势与电磁感应定律a组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解析:线圈中产生的感应电动势e=n,即e与成正比,与或的大小无直接关系;磁通量变化越快,即越大,产生的感应电动势越大,故只有选项d正确。答案:d2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加4 wb,则()a.线圈中的感应电动势每秒增加4 vb.线圈中的感应电动势每秒减小4 vc.线圈中的感应电动势始终为4 vd.线圈中不产生感应电动势解析:由法拉第电磁感应定律知e=n=4 v,所以线圈中感应电动势始终为4 v,选项c正确。答案:c3.研究表明,地球磁场对鸽子辨别方向起到重要作用。鸽子体内的电阻大约为1 000 ,当它在地球磁场中展翅飞行时,两翅会切割磁感线,产生感应电动势。这样,鸽子体内灵敏的感受器即可根据感应电动势的大小来判别其飞行方向。若磁场的大小为510-5 t,当鸽子以20 m/s的速度飞翔时,两翅膀产生的最大感应电动势约为()a.50 mvb.5 mvc.0.5 mvd.0.5 v解析:本题考查公式e=blv的应用,关键是能找出l。设想鸽子翼展在0.5 m以内,根据e=blv,得e=20510-50.5 v=510-4 v=0.5 mv,故选项c正确。答案:c4.如图所示,平行导轨间距为d,其左端接一个电阻r,匀强磁场的磁感应强度为b,方向垂直于平行金属导轨所在平面。一根金属棒与导轨成角放置,金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时,通过电阻r的电流是()a.b.c.d.解析:金属棒mn的运动速度v与棒垂直,且vb,即已构成两两互相垂直关系,mn切割磁感线的有效长度为,所以e=blv=,i=。选项d正确。答案:d5.一圆形闭合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1倍,下述方法可行的是()a.使线圈匝数增加1倍b.使线圈面积增加1倍c.使线圈匝数减少一半d.使磁感应强度的变化率增大1倍解析:线圈匝数增加1倍,感应电动势和线圈电阻都增加1倍,感应电流不变,选项a不符合题意;线圈面积增加1倍,电阻也变化,则感应电流不能增强1倍,选项b不符合题意;同理,选项c不符合题意;根据法拉第电磁感应定律,选项d符合题意。答案:d6.一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大小之比为()a.b.1c.2d.4解析:设原磁感应强度是b,线框面积是s。第1 s内1=2bs-bs=bs,第2 s内2=2b-2bs=-bs。因为e=n,所以两次电动势大小相等,选项b正确。答案:b7.如图所示,两个相连的金属圆环,小金属环的电阻是大金属环电阻的,磁场垂直穿过小金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在小环内产生的感应电动势为e,则a、b两点间的电势差为()a.eb.ec.ed.e解析:等效电路如图所示,由题意知r=2r,a、b两点间的电势差为电阻r两端的电压,即u=e=e,故选项c正确。答案:c8.(多选)一个面积s=410-2 m2、匝数n=100匝的线圈,放在磁场中,磁场方向垂直线圈平面,磁感应强度b的大小随时间变化的规律如图所示,由图可知()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8 vd.在第3 s末感应电动势为零解析:前2 s内穿过线圈的磁通量变化量为0.16 wb,则前2 s内的磁通量的变化率=0.08 wb/s;前2 s内的感应电动势e=n=8 v;第3 s末的磁通量为零,但磁通量的变化率为0.08 wb/s,所以e=8 v。选项a、c正确,选项b、d错误。答案:ac9.如图甲所示,螺线管的匝数n=1 000,横截面积s=20 cm2,电阻r=2 ,与螺线管串联的外电阻r=6 。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,则线圈两端a、b之间的电压为多大?解析:e=n=ns=1 0002010-4 v=0.4 v。a、b间的电压为路端电压,uab=r=6 v=0.3 v,即a、b间电压为0.3 v。答案:0.3 vb组1.如图所示,竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出,设整个过程中,棒的取向不变,且不计空气阻力,则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是()a.越来越大b.越来越小c.保持不变d.无法判断解析:因金属棒做切割磁感线运动时,产生的电动势只与水平方向速度有关,而金属棒做平抛运动,水平方向速度大小不变,因此感应电动势大小不变,故选项c正确。答案:c2.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为r(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab。ab由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,b点的线速度为v,则这时ab两端的电压大小为()a.b.c.d.bav解析:当摆到竖直位置时,ab切割磁感线的瞬时感应电动势e=b2a(v)=bav。根据闭合电路欧姆定律,可知ab两端的电压为路端电压,所以uab=bav,故选项a正确。答案:a3.如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=k,k为负的常量。用电阻率为、横截面积为s的硬导线做成一边长为l的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求(1)导线中感应电流的大小;(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率。解析:(1)方框的感应电动势为e=l2b导线中的感应电流为i=式中r是方框的电阻,根据电阻率公式有r=联立式,将=k代入得i=(2)方框所受磁场的作用力的大小为f=bil它随时间的变化率为=il由式得答案:(1)(2)4.有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图所示,该机底面固定有间距为l、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻r,绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,其余电阻不计,若橡胶带匀速运动时,电压表读数为u,求:(1)橡胶带匀速运动的速率。