重难强化训练1　法拉第电磁感应定律的应用

1、.重难强化训练一法拉第电磁感应定律的应用时间：60分钟分值：100分一、选择题此题共10个小题，每题6分，共60分.16题为单项选择题，710题为多项选择题1穿过某线圈的磁通量随时间变化的曲线如图11所示，在以下时间段内，线圈中感应电动势最小的是图11A02 sB24 sC45 s D510 sD由公式En，结合图像可知：02 s内，E2.5 V；25 s内，E5 V；510 s内，E1 V，感应电动势最小2如图12所示，将一个闭合金属圆环从有界磁场中匀速拉出，第一次速度为v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q1，第二次速度为2v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q2，那么 图12Aq1q212

2、Bq1q214Cq1q211 Dq1q221C由q·t·t得q，S为圆环面积，故q1q2.3如图13所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度匀速转动，OB长为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两端的电势差大小为 【导学号：24622019】图13A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2CA点线速度vA·3R，B点线速度vBR，AB棒切割磁感线的平均速度2R，由EBLv得，AB两端的电势差大小为EB·2R·4BR2，C正确4如图14所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁

3、感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8字形金属圆环未发生翻转，并使上、下两圆环半径相等假如环的电阻为R，那么此过程中流过环的电荷量为图14A. B.C0 D.B流过环的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，与时间等其他量无关，Br22·BBr2，因此，电荷量为q.5.如图15所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0ktk0随时间变化，t0时，P、Q两板电势相等，两板间的间隔 远小于环的半径，经时间t，电容器P板图15A不带电B所带电荷量与t成正比C电荷量是D电荷量是D磁感应强度以BB

4、0ktk0随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：ESkS，而S，经时间t电容器P板所带电荷量QEC，故D选项正确6如图16所示，用粗细均匀，电阻率也一样的导线绕制的直角边长为l或2l的四个闭合导体线框a、b、c、d，以一样的速度匀速进入右侧匀强磁场，在每个线框刚进入磁场时，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.以下判断正确的选项是 图16AUa<Ub<Uc<Ud BUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UcUd DUb<Ua<Ud<UcB此题考察电磁感应问题，意在考察考生的综合分析才能由电阻定律，各个线框的电阻分别为Ra、Rb、R

5、c、Rd，设线框刚进入磁场时的速度为v，各线框MN边有效切割长度分别为l、l、2l、2l，各线框MN边的内阻分别为ra、rb、rc、rd，那么各边产生的感应电动势分别为EaBlv、EbBlv、Ec2Blv、Ed2Blv，由闭合电路欧姆定律知，各线框中的感应电流分别为Ia、Ib、Ic、Id，M、N两点间的电压分别为UaEaIara、UbEbIbrb、UcEcIcrc、UdEdIdrd，分别代入数据，可知Ua<Ub<Ud<Uc，应选项B正确7如图17所示，a、b是用同种规格的钢丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为23，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场当该匀强磁场的

6、磁感应强度均匀增大时，那么 图17Aa、b两圆环内的感应电动势大小之比为11Ba、b两圆环内的感应电动势大小之比为49Ca、b两圆环内的感应电流大小之比为23Da、b两圆环内的感应电流大小之比为32AD由法拉第电磁感应定律得：EnnSnR2，n一样，那么EaEbRR11，故A正确，B错误；根据电阻定律，圆环的电阻为r，由于圆环中感应电流I，以上综合可得：IaIb32，故C错误，D正确8如图18所示是测量通电螺线管内部磁感应强度的一种装置：把一个很小的测量线圈放在待测处测量线圈平面与螺线管轴线垂直，将线圈与可以测量电荷量的冲击电流计G串联，当将双刀双掷开关K由位置1拨到位置2时，测得通过测量线圈

7、的电荷量为q.测量线圈的匝数为N，横截面积为S，测量线圈和G串联回路的总电阻为R.以下判断正确的选项是 图18A在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量qRB在此过程中，穿过测量线圈的磁通量的变化量C待测处的磁感应强度的大小为BD待测处的磁感应强度的大小为BBD由EN，EIR，qIt，得q，得，B正确；2BS，得B，D正确9如图19甲所示，线圈的匝数n100匝，横截面积S50 cm2，线圈总电阻r10 ，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图19乙所示规律变化，那么在开场的0.1 s内 甲乙图19A磁通量的变化量为0.25 WbB磁通量的变化率为2.5×1

8、02 Wb/sCa、b间电压为0D在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 ABD通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，假设设2B2S为正，那么线圈中磁通量的变化量为B2SB1S，代入数据得0.10.4×50×104 Wb2.5×103 Wb，A项错误；磁通量的变化率 Wb/s2.5×102 Wb/s，B项正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b连续开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为En2.5 V且恒定，C项错误；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I A0.

9、25 A，D项正确10如图20所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与程度面成角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下t0时对金属棒施一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开场沿导轨向上做匀加速直线运动以下关于穿过回路abPMa的磁通量变化量、磁通量的瞬时变化率、通过金属棒的电荷量q随时间t变化以及a、b两端的电势差U随时间t变化的图像中，正确的选项是 【导学号：24622019】图20A BCDBD设加速度为a，运动的位移xat2，磁通量变化量BLxBLat2，t2，A项错误；B图表

10、示的瞬时感应电动势，故EBLat，故t，B项正确；Ut，Ut，D项正确；电荷量q，因为t2，所以qt2，C项错误二、非选择题此题共2小题，共40分1120分小明同学设计了一个“电磁天平，如图21甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的程度边长L0.1 m，竖直边长H0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量重力加速度g取10 m/s2甲乙图211为使电磁天平的量程到达最大为0.5 kg，线圈的匝数N1至

11、少为多少？2进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状一样的线圈，总电阻R10 ，不接外电流，两臂平衡如图21乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.【解析】1题中“电磁天平中的线圈受到安培力FN1B0IL由天平平衡可知：mgN1B0IL代入数据解得：N125匝2由电磁感应定律得：EN2N2Ld由欧姆定律得：I线圈受到的安培力FN2B0IL由天平平衡可得：mgNB0·代入数据可得0.1 T/s.【答案】125匝20.1 T/s122

12、0分如图22所示，足够长的固定平行粗糙金属双轨MN、PQ相距d0.5 m，导轨平面与程度面夹角30°，处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B0.5 T的匀强磁场中长也为d的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，棒的质量m0.1 kg，电阻R0.1 ，与导轨之间的动摩擦因数，导轨上端连接电路如下图电阻R1与灯泡电阻R2的阻值均为0.2 ，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2.图221求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a；2假假设棒由静止释放并向下加速运动一段间隔 后，灯L的发光亮度稳定，求此时灯L的实际功率P和棒的速率v. 【导学号：24622019】【解析】1棒由静止刚释放的瞬间速度为零