高中物理 第4章 电磁感应 4 法拉第电磁感应定律课时作业 新人教版选修32.doc

法拉第电磁感应定律基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(黑龙江鹤岗一中20132014学年高二下学期期中)关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是()a只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流产生b穿过闭合电路中的磁通量减小，则电路中感应电流就减小c穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大d穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大答案：d解析：只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，故a错误；感应电流的大小取决于磁通量变化的快慢，磁通量减小时，若磁通量的变化率增大，则感应电流可能变大，故b错误；磁通量大，但变化较慢，则感应电动势也可能很小，故c错误；穿过闭合电路的磁通量变化越快，则感应电动势越大，故d正确。2如图中所示的导体棒的长度为l，处于磁感应强度为b的匀强磁场中，棒运动的速度均为v，则产生的感应电动势为blv的是()答案：d解析：当b、l、v三个量方向相互垂直时，eblv；a选项中b与v不垂直；b、c选项中b与l平行，e0；只有d选项中三者互相垂直，d正确。3(重庆八中20142015学年高二检测)如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，当条形磁铁突然插入螺线管时，小球的运动情况是()a向左摆动b向右摆动c保持静止d无法判定答案：a解析：当条形磁铁插入螺线管中时，螺线管中向左的磁场增强，由楞次定律和安培定则可判定金属板左端电势高，故带负电的小球将向左摆动，选项a正确。4. (北京四中20142015学年高二下学期期中)当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为“绳系卫星”。现有一颗卫星在地球赤道上空运行，卫星位于航天飞机正上方，卫星所在位置地磁场方向由南向北。下列说法正确的是()a航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中b端电势高b航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中a端电势高c航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中b端电势高d航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中a端电势高答案：b解析：向东方向运动时，由右手定则知电流流向a点，即a为电源正极，因此电势高，选项b正确；若向北运动，电缆没有切割磁感线，不会产生感应电动势，故选项c、d错误。5(绵阳市高中20132014学年高二下期期末)穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()a图甲中回路产生的感应电动势恒定不变b图乙中回路产生的感应电动势一直在变大c图丙中回路在0t0时间内产生的感应电动势大于t02t0时间内产生的感应电动势d图丁回路产生的感应电动势先变小再变大答案：cd解析： 根据en可知：图甲中e0，a错；图乙中e为恒量，b错；图丙中0t0时间内的e1大于t02t0时间内的e2，c正确；图丁中感应电动势先变小再变大，d正确。6(石家庄市20132014学年高二上学期期末)如图甲所示线圈的匝数n100匝，横截面积s50cm2，线圈总电阻r10，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1s内()a磁通量的变化量为0.25wbb磁通量的变化率为2.5102wb/sca、b间电压为0d在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25a答案：bd解析：通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设2b2s为正，则线圈中磁通量的变化量为b2s(b1s)，代入数据即(0.10.4)50104wb2.5103wb，a错；磁通量的变化率wb/s2.5102wb/s，b正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为en2.5v且恒定，c错；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小i0.25a，d项正确。二、非选择题7.如图所示，水平放置的平行金属导轨相距l0.50m，左端接一电阻r0.20，磁感应强度b0.40t的匀强磁场，方向垂直于导轨平面。导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；(3)ab棒中哪端电势高；(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力f的大小。答案：(1)0.80v(2)4.0a(3)a端高(4)0.8n解析：这是一个导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题。感应电动势的大小可由公式eblv求出；感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出；匀速运动时，水平外力的大小应该与安培力的大小相等。(1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为eblv0.400.504.0v0.80v(2)感应电流的大小为ia4.0a(3)ab相当于电源，根据右手定则知，a端电势高(4)ab棒受安培力fbil0.404.00.50n0.8n由于ab以v4.0m/s的速度水平向右匀速滑动，故外力的大小也为0.8n。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(北京十二中20142015学年高二上学期期末)一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为b。直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离，用e表示每个叶片中的感应电动势，如图所示则()aefl2b，且a点电势低于b点电势be2fl2b，且a点电势低于b点电势cefl2b，且a点电势高于b点电势de2fl2b，且a点电势高于b点电势答案：a解析：对于螺旋桨叶片ab，其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度，螺旋桨上不同的点线速度不同，但满足vr，可求其等效切割速度vl/2fl，运用法拉第电磁感应定律eblvfl2b。由右手定则判断电流的方向为由a指向b，在电源内部电流由低电势流向高电势，故选项a正确。2.如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为b的匀强磁场中用力握中间成“8”字型，并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为r，则此过程中流过环的电荷量为()a.b.c0d.答案：b解析：通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，与时间等其他量无关，因此，br22b2br2，电荷量q。3. (青岛市20132014学年高二上学期三校联考)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1。一导体棒mn垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8t。将导体棒mn由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒mn的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2，sin370.6)()a2.5m/s1wb5m/s1wc7.5m/s9wd15m/s9w答案：b解析：本题考查电磁感应现象中的力学问题和能量问题。当灯泡稳定发光后，物体做匀速运动，根据平衡条件进行分析。物体做匀速运动时，有mgsinmgcos，解得v5 m/s，i1api2r1 w。b选项正确。4(江西白鹭洲中学20142015学年高二上学期检测)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n5000匝，横截面积s20cm2，螺线管导线电阻r1.0，r14.0，r25.0，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化(规定磁感应强度b向下为正)，则下列说法中正确的是()a螺线管中产生的感应电动势为1vb闭合s，电路中的电流稳定后，电阻r1的电功率为5102wc电路中的电流稳定后电容器下极板带负电ds断开后，流经r2的电流方向由下向上答案：ad解析：a.根据法拉第电磁感应定律：enns；代入数据可求出：e1v，故a正确；b.根据全电路欧姆定律，有：ia0.1a；根据pi2r1得：p0.124w4102w，故b错误；c.根据楞次定律可知，螺线管下端电势高，则电流稳定后电容器下极板带正电，故c错误；d.s断开后，电容器经过电阻r2放电，因下极板带正电，则流经r2的电流方向由下向上，故d正确；故选ad。5(广西大学附属中学20132014学年高二上学期期末)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示()a四种情况下流过ab边的电流的方向都相同b四种情况下ab两端的电势差都相等c四种情况下流过线框的电量都相等d四种情况下磁场力对线框做的功率都相等答案：acd解析：四种情况磁通量均减小，根据楞次定律判断出感应电流方向均为顺时针方向，故a正确；上述四个图中，切割边所产生的电动势大小均相等(e)，回路电阻均为4r(每边电阻为r)，则电路中的电流亦相等，即i，只有b图中，ab为电源，故uabi3re。其他情况下，uabire，故b选项错误；由qn，相同，所以电量相同，c正确；由pfvbilv，因为i相同，所以p相等，d正确。二、非选择题6(吉林白山市一中20132014学年高二上学期期末)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200cm2，线圈的电阻为1，在线圈外接一个阻值为4的电阻和一个理想电压表。电阻的一端b与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如bt图所示。求：(1)t3s时穿过线圈的磁通量。(2)t5s时，电压表的读数。答案：(1)7103wb(2)0.32v解析：(1)t3s时，bs3.5101200104wb7103wb(2)46s内的感应电动势为e1ns100200104v0.4v电压表的读数为ur4v0.32v7(济南市20142015学年高二下学期五校联考)如图所示，p、q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为l1，处在竖直向下、磁感应强度大小为b1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于p、q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为l2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为b2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。(