【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第4章 第4节 法拉第电磁感应定律课后强化演练 新人教版选修3-2

1 第四章第四章 第第 4 4 节节 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 课后强化演练课后强化演练 一 选择题 1 2011 高考广东理综 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中 线圈平面与磁 场方向垂直 关于线圈中产生的感应电动势和感应电流 下列表述正确的是 A 感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B 穿过线圈的磁通量越大 感应电动势越大 C 穿过线圈的磁通量变化越快 感应电动势越大 D 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 解析 由法拉第电磁感应定律E n可知感应电动势的大小E与n有关 与即 t t 磁通量变化的快慢成正比 所以 A B 错误 C 正确 由楞次定律可知 感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化 即原磁通量增加 感应电流的磁场与原磁场方向 相反 原磁通量减小 感应电流的磁场与原磁场同向 故 D 错误 答案 C 2 2010 高考山东卷 如图所示 空间存在两个磁场 磁感应强 度大小均为B 方向相反且垂直纸面 MN PQ为其边界 OO 为其对 称轴 一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd 回路在纸面内以 恒定速度v0向右运动 当运动到关于OO 对称的位置时 A 穿过回路的磁通量为零 B 回路中感应电动势大小为 2Blv0 C 回路中感应电流的方向为顺时针方向 D 回路中ab边与cd边所受安培力方向相同 解析 正方形闭合回路运动到关于OO 对称的位置时 穿过回路的合磁通量为零 A 正确 由右手定则可以判断ab边上的电流方向为由a到b cd边上的电流方向为由c到 d 所以回路中感应电流的方向为逆时针方向 C 错误 由法拉第电磁感应定律可知回路中 感应电动势大小为E感 Eab Ecd 2Blv0 B 正确 由左手定则可以判定回路中ab边与cd 边所受安培力方向相同 都是水平向左的 D 正确 答案 ABD 3 2013 深圳高二检测 如图所示 垂直纸面的正方形匀强磁场 区域内 有一位于纸面的 电阻均匀的正方形导体框abcd 现将导体 框分别朝两个方向以v 3v速度匀速拉出磁场 则导体框从两个方向 移出磁场的两过程中 A 导体框中产生的感应电流方向相同 B 导体框中产生的焦耳热相同 2 C 导体框ad边两端电势差相同 D 通过导体框截面的电量相同 解析 由楞次定律 从两个方向移出磁场过程中感应电流方向都是a d c b a A 项正确 以v拉出磁场时 cd边等效为电源E1 Blv I1 t 所以产生的焦 E1 R Blv R l v 耳热 Q1 I Rt 2 1 B2l3v R ad边电势差Uad I1 R 4 Blv 4 通过的电量q1 I1t Bl2 R 以 3v拉出磁场时 ad边等效为电源 Q2 3B2L3v R Uad q2 9Blv 4 Bl2 R 故 B C 错 D 对 答案 AD 4 在匀强磁场中 有一个接有电容器的单匝导线回路 如图所示 已知C 30 F L1 5 cm L2 8 cm 磁场以 5 10 2 T s 的速率增 加 则 A 电容器上极板带正电 带电荷量为 6 10 5 C B 电容器上极板带负电 带电荷量为 6 10 5 C C 电容器上极板带正电 带电荷量为 6 10 9 C D 电容器上极板带负电 带电荷量为 6 10 9 C 解析 电容器两极板间的电势差U等于感应电动势E 由法拉第电磁感应定律 可得 E L1L2 2 10 4 V 电容器的带电荷量Q CU CE 6 10 9 C 再由楞次定律可知 B t 上极板的电势高 带正电 故 C 项正确 答案 C 5 2010 全国高考 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 大小为 4 5 10 5 T 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸 河宽 100 m 该河段涨潮和落潮 时有海水 视为导体 流过 设落潮时 海水自西向东流 流速为 2 m s 下列说法正确的是 A 电压表记录的电压为 5 mV B 电压表记录的电压为 9 mV 3 C 河南岸的电势较高 D 河北岸的电势较高 解析 由E Blv 4 5 10 5 100 2 V 9 10 3 V 可知 A 项错误 B 项正确 再由 右手定则可判断河北岸电势高 故 C 项错误 D 项正确 答案 BD 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率 k k 0 ab为圆环的一条直径 导线的 B t 电 阻率为 则 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 krS 4 D 图中ab两点间的电压大小为k r2 1 2 解析 根据楞次定律 可判断圆环中产生的感应电流沿逆时针方向 故 A 错误 当磁 场增大时 穿过线圈的磁通量增加 由于 阻碍 作用 线圈有缩小的趋势 故 B 错误 根据法拉第电磁感应定律E r2k R 所以电流I 故 C 正确 t 1 2 2 r S E R krS 4 圆环的右侧相当于电源 左侧是外电路 a b两点间的电压是路端电压 即 U r2k 故 D 错误 E 2 1 4 答案 C 二 非选择题 7 如图所示 水平放置的平行金属导轨 相距l 0 50 m 左端接一 电阻R 0 20 磁感应强度B 0 40 T 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v 4 0 m 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 维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小 解析 1 根据法拉第电磁感应定律 ab棒上产生的感应电动势为 E Bl v 0 40 0 50 4 0 V 0 80 V 2 回路中感应电流的大小为I A 4 A E R 0 80 0 20 3 ab棒受到的安培力F安 BIl 0 40 4 0 50 N 4 0 8 N 由平衡条件得 F F安 0 8 N 答案 1 0 80 V 2 4 A 3 0 8 N 8 如图所示 矩形线圈在 0 01 s 内由原始位置 转落至位置 已知ad 5 10 2 m ab 20 10 2 m 匀强磁场的磁感应强度B 2 T R1 R3 1 R2 R4 3 求 1 平均感应电动势 2 转落时 通过各电阻的平均电流 线圈的电阻忽略不计 解析 线圈由位置 转落至位置 的过程中 穿过线圈的磁通量 发生变化 即产生 感应电动势 视这一线圈为一等效电源 线圈内部为内电路 线圈外部为外电路 然后根 据闭合电路欧姆定律求解 1 设线圈在位置 时 穿过它的磁通量为 1 线圈在位置 时 穿过它的磁通量为 2 有 1 BSsin30 1 10 2 Wb 2 2 10 2 Wb 所以 2 1 1 10