【2012 精品练习】高中物理 1.2 感应电动势与电磁感应定律知能优化训练鲁科版选修3-2

1 1 21 2 感应电动势与电磁感应定律感应电动势与电磁感应定律 同步练习 鲁科版选修同步练习 鲁科版选修 3 23 2 1 关于感应电流和感应电动势的关系 下列叙述中正确的是 A 电路中有感应电流 不一定有感应电动势 B 电路中有感应电动势 不一定有感应电流 C 两个不同电路中 感应电动势大的其感应电流也大 D 两个不同电路中 感应电流大的其感应电动势也大 解析 选 B 有感应电流则磁通量一定变化 因此一定有感应电动势 选项 A 错误 电 路中有感应电动势 若电路不闭合 则无感应电流 故 B 项正确 两个不同电路 总阻值 不一定相等 由I 当E大时 若总阻值R r很大 则电流I可能较小 故 C D E R r 两项均错 2 在如图 1 2 8 所示的几种情况中 金属导体中产生的感应电动势为Blv的是 图 1 2 8 A 乙和丁 B 甲 乙 丁 C 甲 乙 丙 丁 D 只有乙 解析 选 B 甲 乙 丁三图中 B v l两两垂直 且l为有效切割长度 产生的感 应电动势都为E Blv 丙图中E Blv sin 3 在理解法拉第电磁感应定律E n及其改写式E nS E nB的基础上 t B t S t 下列叙述不正确的是 A 对给定的线圈 感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比 B 对给定的线圈 感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量 B成正比 C 对给定的磁场 感应电动势的大小跟面积的变化率成正比 S t D 三个计算式计算出的感应电动势都是 t时间内的平均值 解析 选 B 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 利用 法拉第电磁感应定律便可判断选项 A C D 正确 故选 B 4 如图 1 2 9 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的电流强度是 图 1 2 9 A B Bdv R Bdvsin R C D Bdvcos R Bdv Rsin 解析 选 D 金属棒MN垂直于磁场放置 运动速度v与棒垂直 且v B 即已构成两 两互相垂直关系 MN接入导轨间的长度为 所以E Blv I 故 d sin Bdv sin E R Bdv Rsin 选项 D 正确 2 5 2011 年厦门高二月考 如图 1 2 10 甲所示 一个圆形线圈的匝数n 1000 线 圈面积S 200 cm2 线圈的电阻r 1 线圈外接一个阻值R 4 的电阻 把线圈放 入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中 磁感应强度随时间的变化规律如图 1 2 10 乙 所示 求 1 前 4 s 内的感应电动势 2 前 4 s 内通过R的电荷量 图 1 2 10 解析 1 由图象可知前 4 s 内磁感应强度B的变化率 T s 0 05 T s B t 0 4 0 2 4 4 s 内的平均感应电动势 E nS 1000 0 02 0 05 V 1 V B t 2 电路中的平均感应电流 q t 又因为E n I E R总I t 所以q n 1 000 C 0 8 C R总 0 02 0 4 0 2 4 1 答案 1 1 V 2 0 8 C 一 单项选择题 1 决定闭合电路中感应电动势大小的因素是 A 磁通量 B 磁感应强度 C 磁通量的变化率 D 磁通量的变化量 解析 选 C 根据电磁感应定律E n 可知 C 正确 t 2 当线圈中的磁通量发生变化时 则以下说法不正确的是 A 线圈中一定有感应电流 B 线圈中一定有感应电动势 C 感应电动势与线圈中的电阻无关 D 若有感应电流 其大小一定跟线圈电阻有关 解析 选 A 感应电动势与线圈是否闭合无关 它正比于磁通量的变化率 感 应电流则 一定强调线圈闭合 它的大小跟感应电动势成正比 跟线圈电阻成反比 所以选项 B C D 正确 选项 A 错误 3 将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处 不发生变化的物理量是 磁通量的变化量 磁通量的变化率 感应电流的大小 流过导体横截面的电荷量 A B C D 解析 选 B 将磁铁插到同一位置 磁通量的变化量相同 而用时不同 所以磁通量的 变化率不同 感应电动势的大小不同 感应电流的大小不同 由 q I t t t 可知流过导体横截面的电荷量不变 故 正确 选 B E R t R R 3 4 一根直导线长 0 1 m 在磁感应强度为 0 1 T 的匀强磁场中以 10 m s 的速度匀速 运动 则对于导线中产生的感应电动势的说法中不正确的是 A 一定为 0 1 V B 可能为零 C 可能为 0 01 V D 最大值为 0 1 V 解析 选 A 当B l v两两垂直 导线做垂直切割磁感线运动时感应电动势最大 Em Blv 0 1 0 1 10 V 0 1 V 当v B时 E 0 所以 0 E 0 1 V B C D 正确 A 错误 故选 A 5 穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地增大 2 Wb 则 A 线圈中的感应电动势将均匀增大 B 线圈中的感应电流将均匀增大 C 线圈中的感应电动势将保持 2 V 不变 D 线圈中的感应电流将保持 2 A 不变 解析 选 C 由法拉第电磁感应定律E 得E 2 V 故 A B 错 C 对 因线圈电阻 t 不一定等于 1 故 D 错 6 如图 1 2 11 所示 在竖直向下的匀强磁场中 将一水平放 置的金属棒ab以水平初速度v0抛出 设在整个过程中棒的方向不 变且不计空气阻力 则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小 变化情况是 A 越来越大 B 越来越小 C 保持不变 D 无法判断 解析 选 C 棒ab水平抛出后 其速度越来越大 但只有水平分 速度v0切割磁感线产生电动势 故E Blv0保持不变 图 1 2 11 7 如图 1 2 12 所示 六根形状各异的导线处在匀强磁场中 端点的连线MN PQ相 互平行 若各导线运动的速度大小相同 方向沿虚线 虚线与MN PQ平行 下列说法正确 的是 图 1 2 12 A 因为 号导线最短 所以感应电动势最小 B 号导线的感应电动势相同 但比 号小 C 六根导线的感应电动势相同 D 号导线形状不规则 并超过端点 无法与其他四根导线产生的感应电动势进行 比较 解析 选C 导线平动切割磁感线时产生的电动势E Blv l为有效长度 若为曲导线 应将始 末两端连接 然后再投影到垂直于速度的方向上 本题中六根导线的有效长度相 同 因此 C 正确 8 一个面积S 4 10 2 m2 匝数n 100 匝的线圈 放在匀强磁场中 磁场方向垂 直于线圈平面 磁感应强度B随时间t变化的规律如图 1 2 13 所示 则下列判断正确的 是 图 1 2 13 A 在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于 0 08 Wb s 4 B 在开始的 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C 在开始的 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 0 08 V D 在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零 解析 选 A 由E n n S得 t B t 在开始 2 s 内线圈中产生的感应电动势 E 100 4 10 2 V 8 V 4 2 磁通量变化率 0 08 Wb s t 第 3 s 末虽然磁通量为零 但磁通量变化率为 0 08 Wb s 所以选 A 9 如图 1 2 14 所示 导体棒AB的长为 2R 绕O点以角速率 匀速转动 OB为 R 且O B A三点在一条直线上 有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动 平面垂直 那么AB两端的电势差为 图 1 2 14 A B R2 B 2B R2 1 2 C 4B R2 D 6B R2 解析 选 C A点线速度vA 3R B点线速度vB R AB棒切割磁感线的平均速 度 2 R 由E Blv得 AB两端的电势差为E B 2R 4B R2 C 正确 v vA vB 2v 10 2010 年高考江苏卷 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比值为 A B 1 1 2 C 2 D 4 解析 选 B 先保持线框的面积不变 由法拉第电磁感应定律可知E1 S S B t 2B B t 再保持增大后的磁感应强度不变 有E2 2B 可见先后两个过程中产生 BS t S t BS t 的电动势的大小相等 两者的比值为 1 选项 B 正确 二 非选择题 11 如图 1 2 15 所示 匀强磁场的磁感应强度为B 方向竖直 向下 在磁场中有一边长为l的正方形导线框 ab边质量为m 其余 边质量不计 cd边有固定的水平轴 导线框可以绕其转动 现将导线 框拉至水平位置由静止释放 不计摩擦和空气阻力 导线框经过时间 t运动到竖直位置 此时ab边的速度为v 求 1 此过程中线框产生的平均感应电动势的大小 2 线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小 图 1 2 15 解析 1 线框在初位置 1 BS Bl2 转到竖直位置 2 0 5 根据法拉第电磁感应定律E t Bl2 t 2 转到竖直位置时 bc ad两边不切割磁感线 ab边垂直切割磁感线 此时求的是 瞬时感应电动势 且感应电动势的大小为E Blv 答案 1 2 Blv Bl2 t 12 如图 1 2 16 所示 导轨OM和ON都在纸面内 导体AB可在 导轨上无摩擦滑动 若AB以 5 m s 的速度从O点开始沿导轨匀速右滑 导体与导轨都足够长 它们每米长度的电阻都是 0 2 磁场的磁感 应强度为 0 2 T 问 1 3 s 末电路上的电流为多少 2 3 s 内电路中产生的平均感应电动势为多少 图 1 2 16 解析 1 夹在导轨间的部分导体切割磁感线产