2019_2020学年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律练习含解析新人教版选修3.doc

法拉第电磁感应定律A组素养达标1关于感应电动势，下列说法中正确的是()A电源电动势都是感应电动势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解析：电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，故A错误；在有感应电流的回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，故B正确；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可能有感应电动势，故C错误；电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势，故D错误答案：B2.如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rArB21，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面向里当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为()A.1B.2C. D.解析：A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但穿过它们的磁场所在的区域面积是相等的，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，ES相同，得1，I，R(S为导线的横截面积)，l2r，所以，代入数值得.答案：D3夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动金属材质的电扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法正确的是()AA点电势比O点电势高BA点电势比O点电势低CA点电势等于O点电势D扇叶长度越短，转速越快，两点间的电势差数值越大解析：因北半球地磁场方向斜向下(有效磁场竖直向下)，电风扇逆时针方向转动，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则知，A点相当于电源的正极，O点相当于电源的负极，所以A点的电势高于O点的电势，故选项A正确，B、C错误；转动切割的电动势EBl2，则知扇叶长度越短，转速越快，感应电动势不一定越大，电势差就不一定越大，故选项D错误答案：A4一个矩形线圈在匀强磁场中绕一个固定轴匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈()A磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小解析：这时线圈平面与磁场方向平行，两边垂直切割磁感线，由EBlvsin 可知感应电动势最大，由E可知，此时磁通量的变化率最大，而此时的磁通量为零答案：C5如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A. B.C. D.解析：由法拉第电磁感应定律可知，在t时间内线圈中产生的平均感应电动势为Enn，选项B正确答案：B6(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁能量随时间t的变化图象如图所示，则()A在t0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B在t1102 s时，感应电动势最大C在t2102 s时，感应电动势为零D在02102 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零解析：由法拉第电磁感应定律知E，故t0及t2102 s时刻，E0，A错，C对t1102 s时，E最大，B对.02102 s时间内，0，E0，D错答案：BC7.如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba解析：金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断UaUc，UbUc，选项A错误由转动切割产生感应电动势的公式得UbcBl2，选项C正确答案：C8如图甲所示， 回路中有一个C60 F的电容器， 已知回路的面积为 1.0102m2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：(1)t5 s时，回路中的感应电动势；(2)电容器上的电荷量解析：(1)由题图可知，在前6 s内 T/s，ES6.7103 V.(2)电容器的电荷量QCE4107 C.答案：(1)6.7103 V(2)4107 CB组素养提升9(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 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 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高解析：可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体，其平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势，EBlv9 mV，B项正确；由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D项正确答案：BD10.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论错误的是()A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值EBavD感应电动势平均值Bav解析：感应电动势公式E只能用来计算平均值，利用感应电动势公式EBlv计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确根据左手定则可以判断，CD段受安培力向下，B错误当半圆闭合回路进入磁场一半时，等效长度最大为a，这时感应电动势最大为EBav，C正确感应电动势平均值Bav，D正确答案：B11如图所示，半径为r的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里一根长度略大于2r的导线MN以速度v在圆导轨上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计，试求：(1)在滑动过程中通过电阻R的电流的平均值；(2)当导线MN通过圆形导轨中心时，导线MN所受安培力的大小；(3)如果导线MN的电阻为R0，当导线MN通过圆形导轨中心时，电阻R两端的电压解析：(1)整个过程中磁通量的变化BSBr2，所用时间为t，代入，可得.根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流平均值为 .(2)当导线MN通过圆形导轨中心时，瞬时感应电动势为EBlv2Brv.根据闭合电路欧姆定律，此时电路中的感应电流为I，则导线MN此时所受到的安培力为FBIl.(3)根据闭合电路欧姆定律，电路中的感应电流为I，则电阻R两端的电压为UIR.答案：(1)(2)(3)C组学霸冲刺12如图甲所示，平行光滑导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距d10 cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直每根棒在导轨间的部分，电阻均为R1.0 .用长为l20 cm的绝缘丝线(丝线不可伸长)将两棒系住，整个装置处在匀强磁场中t0时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态此后，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示不计感应电流磁场的影响，整个过程中丝线未被拉断求：(1)02.0 s时间内，电路中感应电流的大小与方向；(2)t1.0 s时刻丝线的拉力大小解