物理人教版选修32　45电磁感应现象的两类情况同步练习教师用卷

1、4.5电磁感应现象的两类情况同步练习一、单选题1. 关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是()A. 只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量变化时，电路中才有感应电动势B. 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生C. 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电动势D. 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电流【答案】C【解析】解：A、不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势产生.故A错误    B、当穿过电路的磁通量发生变化时，电路中就有感应电动势产生，而只有当电路闭合，

2、电路中才有感应电流.故B错误    C、只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才有感应电流.故C正确，D错误故选：C2. 如图，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图所示，则在02s内线圈中感应电流的大小和方向为( )A. 逐渐增大，逆时针B. 逐渐减小，顺时针C. 大小不变，顺时针D. 大小不变，先顺时针后逆时针【答案】C【解析】【分析】变化的磁场产生电磁，均匀变化的磁场产生恒定的电磁，根据楞次定律判断出感应电流的方向。解决本题的关键理解法拉第电磁感应定律的应用，并掌握楞次定律判断感应电流的方向，

3、难度不大，属于基础题。【解答】第1s内，磁场的方向垂直于纸面向内，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀增加，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；由E=t=BSt可知，这2s内感应电动势恒定，故产生的电流大小不变，方向一直为顺时针，故C正确，ABD错误。 故选C。3. 关于线圈中的自感电动势的大小，下列说法正确的是()A. 跟通过线圈的电流大小有关B. 跟线圈中的电流变化大小有关C. 跟线圈中的磁通量大小有关D. 跟线圈中的电流变化快慢有关【答案】D【解析】解：ABD、在自感系数一

4、定的条件下，根据法拉第电磁感应定律，则有：通过导体的电流的变化率越大，产生的自感电动势越大，与电流大小及电流变化的大小无关，故A错误，B也错误，D正确C、由法拉第电磁感应定律，则线圈中的自感电动势的大小，跟穿过线圈的磁通量大小无关，故C错误故选：D4. 如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直.当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比IA：IB为()A. n1n2B. n2n1C. n12n22D. n22n12【答案】B【解析】解：由法拉第电磁感应定律得：E=nt=nBtR2，可知，感应电动势与半径的平方成正比。而根据电阻定

5、律：线圈的电阻为r=LS=n2RS，线圈中感应电流I=Er，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比。即IA：IB=RA：RB；因相同导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故IA：IB=n2：n1；故选：B。5. 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为+q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是(    )A. 0B. r2qk/2C. 2r2qkD

6、. r2qk【答案】D【解析】根据法拉第电磁感应定律可知，磁场变化产生的感生电动势为E= r2=kr2，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小W=qE=r2qk，故选项D正确。6. 如图甲，边长为L的正方形线框水平放置，共有n匝，总电阻为R，线框面内有垂直线框平面的磁场，磁感强度B的变化如图乙，则在0t0时间内，下列说法中正确的是()A. 线圈中有顺时针方向的感应电流B. 线圈中感应电动势不断减小C. 通过线圈导线某截面的电荷量为nL2B0/RD. cd边不受安培力作用【答案】C【解析】解：A、由图可知，穿过线圈的磁场方向向外，在逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原

7、来磁场的变化，即感应电流产生的磁场也要向外，根据右手螺旋定则可知，感应电流应逆时针方向.故A错误B、根据法拉第电磁感应定律E=nBtS=nB0L2t0，即线圈中产生的感应电动势不变.故B错误C、通过线圈导线某截面的电荷量为q=R=nB0L2R，故C正确D、线圈中有感应电流，每个边都受到安培力作用.故D错误故选：C7. 在绝缘水平桌面上放置如图所示的电路，abdc为一质量为m形状为长方体的金属导体电阻，电阻阻值为R，长度ab=x、宽度ac=L、厚度为d，电源电动势为E、内阻为r，空间内存在竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场，接通电源后电阻不滑动，(已知此电阻单位体积内有n个载流子，每个载流子的电荷

8、量为e)，以下分析错误的是()A. 电阻内电流大小I=ER+rB. 电阻上a点和c点间电势差为Uac=EBn(R+r)deC. 水平桌面和电阻间的动摩擦因数应大于BExmg(R+r)D. 金属导体电阻中的正电荷向右移动，电子向左移动【答案】D【解析】解：A、根据闭合电路欧姆定律，则有I=ER+r，故A正确；B、根据电子受到的洛伦兹力等于电场力时，电子不会发生偏离，而电流的微观表达式I=nLdevtt=nvLde，则有：Bev=eUacL，解得：Uac=EBn(R+r)de，故B正确；C、安培力大小等于静摩擦力，而最大静摩擦力f=N=mg，因此BIx<mg；解得：>BExmg(R+r

9、)，故C正确；D、导体电阻中的正电荷不定向移动，而电子向左移动，故D错误；本题选择错误的，故选：D二、多选题8. 如图所示，一个闭合环形线圈放在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化如图(a)所示.设在第1s内磁感线垂直于线圈平面向里，如图(b)所示.关于线圈中产生的感应电流，下列说法中正确的是()A. 在02s内大小保持不变B. 在02s内方向保持不变C. 第1s内不断减小，第2s不断增加D. 第1s内为顺时针方向，第2s内为逆时针方向【答案】AB【解析】解：A、在02s内，磁感应强度均匀变化，Bt不变，根据法拉第电磁感应定律：E=t=BtS，S不变，可知，感应电动势也不变，根据闭合电路欧

10、姆定律判断可知，感应电流大小不变，故A正确B、01s内，磁场的方向垂直于纸面向里，且B均匀减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；12s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且B均匀增加，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；故B正确CD、由上分析可知，CD均错误故选：AB9. 内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度v0沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是(      )A. 小球对玻璃环的压

11、力一定不断增大B. 小球受到的磁场力一定不断增大C. 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动D. 电场力对小球先做负功后做正功【答案】CD【解析】【分析】变化的磁场产生感生电场，由楞次定律判断出感生电场方向，然后判断带电小球受到的电场力方向，判断小球的运动性质，然后判断小球对环的压力如何变化，判断小球受到的磁场力如何变化。本题考查了楞次定律的应用，由楞次定律判断出感生电场的方向，是正确解题的前提与关键；根据感生电场方向判断出带电小球受力方向，即可正确解题。【解答】磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；小球带正电，小球所受

12、电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相反，小球做减速运动，当小球速度减小到零后，小球反向，即沿顺时针方向加速运动，速度不断增加；A.小球在水平面内做圆周运动，环对小球的弹力提供向心力，小球速度先减小后增大，小球所需向心力先减小后增大，环的弹力先减小后增大，小球对环的压力先减小后增大，故A错误；B.由于小球的速度先减小后增大，由洛伦兹力公式f=qvB可知，小球受到的磁场力先减小后增大，故B错误；C.小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动，故C正确；D.结合C选项可知电场力对小球先做负功后做正功 ，故D正确；故选CD。10. 磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈

13、围绕在铝框上，这样做的目的是()A. 防止涡流而设计的B. 利用涡流而设计的C. 起电磁阻尼的作用D. 起电磁驱动的作用【答案】BC【解析】解：常用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动.而塑料做骨架达不到电磁阻尼的作用，这样做的目的是利用涡流，起到电磁阻尼作用，故BC正确，AD错误；故选：BC11. 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2.线圈电阻为1。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。则以下说法正确的

14、是(   ) A. 在时间0.2s内，I的最大值为0.01AB. 在时间35s内，I的大小越来越小C. 前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01CD. 第3s内，线圈的发热功率最大【答案】AC【解析】感应电动势，S不变，为乙图中图线斜率绝对值；12. 如图所示，一个匝数n=100匝的圆形线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1。在线圈中存在面积S2=0.3m2，垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.3+0.15t。将线圈两端a、b与一个阻值R=2的电阻相连接，b端接地。则下列说法正确的是A. 通过电阻R的电流方向向上B. 回路中的电流大小逐渐增大C.

15、 电阻R消耗的电功率为6.75WD. a端的电势a =3V【答案】AD【解析】【分析】由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势；由楞次定律可以判断出感应电流方向，然后判断电势高低；由热功率求解电功率。本题考查了求电动势、电势、焦耳热功率等，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律即可正确解题。【解答】BC.线圈产生的电动势：E=nt=4.5v，电动势恒定，电流恒定，故B错误；C.R上的电功率为：P=I2R=ER+r2R=4.5w，故C错误；AD.由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低，电源外部电流由高电势流向低电势，故A正确，UR=IR=1.5×2=3v，UR=ba

16、，解得a=3v，故D正确。故选AD。三、计算题13. 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均匀的增大到2B.求在此过程中，线圈中产生的感应电动势为多大？【答案】解：根据法拉第电磁感应定律：E=nt=nBtS=n2BBt·12a2=nBa22t。【解析】本题考查了法拉第电磁感应定律，根据感生电动势公式求解即可。由法拉第电磁感应定律，根据感生电动势公式求解。14. 如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0m、bc=0.5m，电阻r

17、=2. 磁感应强度B在01s内从零均匀变化到0.2T. 在15s内从0.2T均匀变化到0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向.求：(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在15s内通过线圈的电荷量q；(3)在05s内线圈产生的焦耳热Q【答案】解：(1)在01s内，磁感应强度B的变化率Bt=0.201T/s=0.2T/s，由于磁通量均匀变化，在01s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：0.5s时线圈内感应电动势的大小E1=Nt=NBtabbc=100×0.2×1×0.5=10V 根据楞次定律判断得

18、知，线圈中感应方向为逆时针方向(2)在15s内，磁感应强度B的变化率大小为Bt=0.2(0.2)4T/s=0.1T/s，由于磁通量均匀变化，在15s内线圈中产生的感应电动势恒定不变，则根据法拉第电磁感应定律得：15s时线圈内感应电动势的大小E2=Nt=NBtabbc=100×0.1×1×0.5=5V 通过线圈的电荷量为q=I2t2=E2Rt2=52×4C=10C；(3)在01s内，线圈产生的焦耳热为Q1=E12Rt1=1022×1J=50J 在15s内，线圈产生的焦耳热为Q2=E22Rt2=522×4J=50J故在05s内线圈产生的焦耳热Q=Q1+Q2=100J答：(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E为10V，感应方向为逆时针方向 (2)在15s内通过线圈的电荷量q为10C (3)在05s内线圈产生的焦耳热Q为100J【解析】(1)由题可确定磁感应强度B的变化率Bt，根据法拉第电磁感应定律