2019_2020学年高中物理第1章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律课后提能训练粤教版.docx

第4节 法拉第电磁感应定律基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第56题有多项符合题目要求)1物理学中的许多规律是通过实验发现的，以下说法不符合史实的是()A法拉第通过实验发现了电磁感应定律B奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场C牛顿首先通过扭秤实验发现了万有引力定律D伽利略通过斜面理想实验发现了物体的运动不需要力来维持【答案】C【解析】法拉第通过实验发现了电磁感应定律，发明了世界上第一台发电机，故A正确；奥斯特通过实验发现电流能产生磁场，故B正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出引力常量，故C错误；伽利略通过斜面理想实验发现物体的运动不需要力来维持，故D正确本题选不符合史实的，故选C2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2 Wb，则() A线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减少2 VC线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势保持不变【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势En12 V，感应电动势是一个定值，不随时间变化，故A、B、C错误，D正确故选D3关于感应电动势，下列说法中正确的是()A电源电动势就是感应电动势B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势【答案】B【解析】电源电动势与感应电动势不等同，前者包含后者，故A错误；有感应电动势的那部分导体相当于电源，故B正确；有了感应电动势不一定有感应电流，但若有感应电流，则一定同时产生了感应电动势，故C错误；电路中有电流就一定有电动势，但不一定是感应电动势，故D错误故选B4穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A图中回路产生的感应电动势恒定不变B图中回路产生的感应电动势一直在变大C图中回路0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中回路产生的感应电动势先变小再变大【答案】D【解析】图中磁通量不变，无感应电动势，故A错误图中磁通量随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，也就是说产生的感应电动势不变，故B错误图中回路在0t1时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1，在t1t2时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现k1的绝对值大于k2的，所以在0t1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电动势，故C错误图中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确故选D5关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是()A穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大B穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大C穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大D穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大【答案】AD【解析】根据法拉第电磁感应定律En得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比穿过导体框的磁通量为零的瞬间，但可能很大，产生的感应电动势可能很大，故A正确；磁通量越大，但及不一定越大，故B错误；磁通量变化越大，但不知磁通量的变化时间，故不一定越大，故C错误；磁通量变化的快慢用表示，磁通量变化得快，则就大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，故D正确6如图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环右半部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化规律为BB0kt(k0)，ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为，以下说法不正确的是() A圆环中产生顺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两点间的电压大小为kr2【答案】ABD【解析】由于磁场均匀增大，线圈中的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中电流为逆时针，同时为了阻碍磁通量的变化，线圈将有收缩的趋势，故A、B错误；根据法拉第电磁感应定律得电动势为E，回路中的电阻为R，所以电流为I，故C正确；ab两端电压为UabI，故D错误本题选不正确的，故选ABD二、非选择题7如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计求0至t1时间内，甲乙(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量【答案】(1)从b到a(2)【解析】(1)由图象分析可知，0至t1时间内.由法拉第电磁感应定律有EnnS，而Sr，由闭合电路欧姆定律有I1，联立以上各式得，通过电阻R1上的电流大小I1，由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向从b到a(2)通过电阻R1上的电量qI1t1，电阻R1上产生的热量QIR1t18(2019海淀模拟)如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L0.5 m，一端连接R1 的电阻导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1 T质量为1 kg的导体棒MN放在导轨上，电阻r0.25 ，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v5 m/s.求：(1)感应电动势E和MN两点间的电势差；(2)在2 s时间内，拉力做的功；(3)在2 s末，撤去拉力，棒会逐渐减速直至停止运动，求全过程中电阻R上产生的焦耳热【答案】 (1)2.5 V2 V(2)10 J(3)18 J【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律得EBLv2.5 VMN两点间的电压UR2 V(2)导体棒匀速，根据平衡条件得拉力为FBIL1 N根据恒力做功公式有WFLFvt10 J(3)撤去拉力之前，拉力做功等于回路中产生的焦耳热Q1，撤去之后棒的动能全部转化为焦耳热Q2，根据功能关系得Q1W10 JQ2mv212.5 J又因为R与r串联，R产生的焦耳热为Q3(Q1Q2)18 J能力提升9(2019邯郸模拟)如图所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框efgh相连，导线框efgh内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框efgh在同一平面内当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时()A在t1时刻，金属圆环L内的磁通量为零B在0t1时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流C在 t2时刻，金属圆环L内的感应电流最大D在t2t3时间内，金属圆环L有收缩趋势【答案】A【解析】由Bt图知，t1时刻磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，则感应电流为零，L上的磁通量为零，故A正确；在0t1时间内，由E，结合图象知，线框efgh中有顺时针方向的感应电流，且逐渐减小，根据楞次定律知金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，故B错误；在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，金属圆环L内的感应电流最小，故C错误；在t2t3时间内，L内的磁场减弱，由愣次定律可以确定L必须增大面积以达到阻碍磁通量的减小，故金属圆环有扩张的趋势，D错误10(多选)(2018新课标卷)如图甲，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一圆导线框R，R在PQ的右侧导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流正方向导线框R中的感应电动势( )A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向【答案】AC【解析】易知直导线中电流的变化与R中磁通量的变化同增同减，因此导线电流的变化率(斜率)代表了R中磁通量变化率(以及感应电流)的趋势且当导线电流向上并增大(变化率为正)时，R中磁场垂直纸面向里增大，感应电流为逆时针方向(则导线框逆时针电流为正)t时斜率为零，感应电流为零，A正确；t时斜率为负且最大，感应电流为负即顺时针，且最大，B错误，C正确；tT时斜率为正且最大，感应电流为正即逆时针，且最大，D错误11A、B两环为同样的导线绕成，半径为r2 m的B环内有如图所示的有理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，A环半径R4 m，求：(1)A、B环中感应电动势之比为多少？(2)A、B环中产生的感应电流之比为多少？【答案】(1)11(2)12【解析】(1)由法拉第电磁感应定律En，由于A、B两环中磁通量相同，所以A、B两环中感应电动势之比EAEB11(2)由电阻定律可知A、B两环的电阻之比RARB21，所以A、B环中感应电流之比IAIBRBRA1212如图所示，一个边长为L