《法拉第电磁感应定律的应用》进阶练习（一）.doc

法拉第电磁感应定律的应用进阶练习一、单选题1.三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列i-t图象中正确的是（）A. B.C. D.2.绝缘细线吊着一质量为m的矩形线圈，线圈有一部分处在图1所示的以虚线框为边界的水平匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化如图2所示，若线圈始终保持静止，那么，细线的拉力F随时间t变化的图象可能是（）A. B.C. D.3.法拉第发明了世界上第一台发电机-法拉第圆盘发电机如图所示，圆形铜盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流计的指针发生偏转，则回路中（）A.电流大小变化，方向不变B.电流大小不变，方向变化C.电流大小和方向都发生周期性变化D.电流的大小、方向都不变，电流从b导线流进电流表二、填空题4.如图所示，均匀分布的磁场B，其磁感应强度随时间均匀变化，即B=Kt（K为常数），在磁场中有两个粗细相同的同种导线组成的圆环1和2，环面垂直于磁场，若两环的半径关系r1=2r2，则两环中产生的感应电流大小之比I1：I2是 _ 5.如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动则ab中的感应电动势为 _ ，ab中电流的方向 _ ，若定值电阻R=3.0，导体棒的电阻r=1.0，则电路中的电流为 _ ，ab两端的电压是 _ 参考答案【答案】1.B2.C3.D4.2：15.2V；ba；0.5A；1.5V【解析】1. 解：由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由E=可知，电路中电流大小恒定不变选项B正确，ACD错误 故选B 由右图可知B的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况 本题要求学生能正确理解B-t图的含义，才能准确的利用楞次定律进行判定 2. 解：磁感应强度在0到t0内，由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向，则磁感线是向里，且大小增大所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，根据左手定则判断出下边框所受安培力的方向向上， 根据法拉第电磁感应定律得线圈感应电流是不变的 线框受重力、拉力和安培力，根据平衡条件得： 细线的拉力F=mg-F安=mg-BIL 由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以下边框所受安培力均匀增大，所以细线的拉力F随时间均匀减小 磁感应强度在t0到2t0内，磁场不变，则没有感应电流，细线的拉力F=mg， 而在磁感应强度在2t0到3t0内，同理可知感应电流方向为正，磁感应强度B随时间均匀减小，线圈感应电流方向是顺时针， 下边框所受安培力的方向向下，所以细线的拉力F=mg+F安 由于磁感应强度B随时间均匀减小，所以下边框所受安培力均匀减小，所以所以细线的拉力F随时间均匀减小 故选C 当线圈的磁通量发生变化时，线圈中才会产生感应电动势，从而形成感应电流； 当线圈的磁通量不变时，则线圈中没有感应电动势，所以不会有感应电流产生 分析线圈的受力情况，根据平衡条件求解 感应电流的方向由楞次定律来确定，而其大小是由法拉第电磁感应定律结合闭合电路殴姆定律来算得的 3. 解：铜盘转动产生的感应电动势为：E=BL2，B、L、不变，E不变， 电流：I=，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从b导线流进电流表，故ABC错误，D正确； 故选：D 圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，根据感应电动势公式分析电动势情况，由欧姆定律分析电流情况根据右手定则分析感应电流方向，根据灯泡两端有无电势差分析灯泡中有无电流 本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理导体中有无电流，要看导体两端是否存在电势差 4. 解：根据法拉第电磁感应定律得：感应电动势为：E=S=KS 再由欧姆定律得：感应电流的大小是：I=， 因此感应电流大小与半径成正比，即2：1； 故答案为：2：1 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，再由欧姆定律求解感应电流 从中发现感应电流的大小与感应电动势成正比，而电动势又与面积成正比，面积与半径的平方成正比；与电阻成反比，而电阻又与导线长度成正比，而长度与半径成正比，所以感应电流大小与半径的成正比 本题属于磁感应强度变化，而线圈面积不变化的情形，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合求解感应电流是常用的方法 5. 解：由法拉第电磁感应定律得：E=Blv=0.40.510V=2V 由右手定则判断ab中电流的方向为从ba 由闭合电路欧姆定律得：I=A=0.5A ab两端的电压为：Uab=IR=0.53V=1.5V 故答案为：2V；ba；0.5A；1.5V 由法拉第电磁感应定律求解ab