高中物理 第四章 电磁感应 第4节 法拉第电磁感应定律习题（含解析）新人教版选修3-21.doc

4法拉第电磁感应定律1.闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()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:根据法拉第电磁感应定律表达式E=n知,闭合电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而与磁通量、磁感应强度B、磁通量的变化量无关,所以选项A、B、D错误,选项C正确。答案:C2.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终以每秒均匀地增加2 Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势解析:根据题意,穿过线圈的磁通量始终每秒均匀增加2 Wb,即穿过线圈的磁通量的变化率=2 Wb/s,由法拉第电磁感应定律知E=n=2 V,所以选C。答案:C3.如图所示,有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路,垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B,已知圆的半径r=5 cm,电容C=20 F,当磁场B以410-2 T/s的变化率均匀增加时,则()A.电容器a板带正电,电荷量为210-9 CB.电容器a板带负电,电荷量为210-9 CC.电容器b板带正电,电荷量为410-9 CD.电容器b板带负电,电荷量为410-9 C解析:根据楞次定律可判断a板带正电,线圈中产生的感应电动势E=r2=10-4 V,板上带电荷量Q=CE=210-9 C,选项A正确。答案:A4.(多选)如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度保持不变。由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为1,右方机翼末端处的电势为2,则()A.若飞机从西往东飞,1比2高B.若飞机从东往西飞,2比1高C.若飞机从南往北飞,1比2高D.若飞机从北往南飞,2比1高解析:由右手定则可知机翼左端电势比右端电势高,即12,A、C项正确。答案:AC5.(多选)在北半球,地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为1,右方机翼末端处电势为2,则()A.若飞机从西往东飞,1比2高B.若飞机从东往西飞,2比1高C.若飞机从南往北飞,1比2高D.若飞机从北往南飞,2比1高解析:该题中飞机两翼是金属材料,可视为一垂直于飞行方向切割竖直向下的磁感线的导体棒,磁场水平分量对产生电动势无作用。对选项A,磁场竖直分量向下,手心向上,拇指指向飞机飞行方向,四指指向左翼末端,故12,选项A正确。同理,飞机从东往西飞,仍是12,选项B错误。从南往北、从北往南飞,都是12,故选项C正确,选项D错误。答案:AC6.如图所示,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:棒ab水平抛出后,其速度越来越大,但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势,故E=Blv0保持不变。答案:C7.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是()解析:根据楞次定律,在前半个周期内,圆环内产生的感应电流方向为顺时针,即通过ab边的电流方向为由b指向a,再根据左手定则判断,ab边受到的安培力为水平向左,即负方向。根据法拉第电磁感应定律,前半个周期内ab中的电流为定值,则所受安培力也为定值。结合选项可知B正确。答案:B8.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T。一个匝数n=50的矩形线圈边长ab=0.2 m,bc=0.1 m,以角速度 =314 rad/s 绕ab边匀速转动。求:(1)图示位置时的瞬时感应电动势。(2)由图示位置转过90这段时间内的平均感应电动势。解析:(1)在题图中位置的瞬时感应电动势由公式E=nBlv得E=500.50.20.1314 V=157 V。(2)这段时间内的平均感应电动势由公式=n得=50 V=100 V。答案:(1)157 V(2)100 V9.轻质细线吊着一质量为m=0.32 kg、边长为l=0.8 m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1 ,边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,g取10 m/s2。求:(1)在前t0时间内线圈中产生的感应电动势。(2)在前t0时间内线圈的电功率。(3)t0的值。解析:(1)由法拉第电磁感应定律得E=n=n()2=10()20.5 V=0.4 V。(2)I=0.