备战高考物理选修32第四章电磁感应法拉第电磁感应定律(含解析)

备战高考物理选修32第四章电磁感觉法拉第电磁感觉定律(含解析)备战高考物理选修32第四章电磁感觉法拉第电磁感觉定律(含解析)/备战高考物理选修32第四章电磁感觉法拉第电磁感觉定律(含解析)2019备战高考物理选修3-2第四章电磁感觉-法拉第电磁感觉定律（含解析）一、单项选择题1.关于感觉电动势大小的以下说法中，正确的选项是（）线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感觉电动必然定越大线圈中磁通量越大，产生的感觉电动必然定越大线圈放在磁感觉强度越强的地方，产生的感觉电动必然定越大线圈中磁通量变化越大，产生的感觉电动势越大2.把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，则在两次插入的过程中（）A.磁通量变化率相同B.磁通量变化量相同C.产生的感觉电流相同D.产生的感觉电动势相同3.以下列图，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感觉强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（）A.，流过固定电阻R的感觉电流由b到dB.，流过固定电阻R的感觉电流由d到bC.，流过固定电阻R的感觉电流由b到dD.，流过固定电阻R的感觉电流由d到4.当穿过线圈中的磁通量发生变化时，以下说法中正确的选项是（）A.线圈中必然有感觉电流B.感觉电动势的大小与线圈电阻没关C.线圈中没有感觉电动势D.感觉电动势的大小与磁通量的变化大小成正比5.以下列图，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触优异，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感觉强度B的变化情况如图乙所示，PQ能够向来保持静止，则0～t2时间内，PQ碰到的安培力F和摩擦力Ff随时间变化的图象可能不正确的选项是（取平行斜面向上为正方向）（）第1页A.B.C.D.6.关于电磁感觉，以下说法中正确的选项是（）A.穿过线圈的磁通量越大，感觉电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感觉电动必然定为零C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感觉电动势越大D.空过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大7.以下列图，三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，在外力作用下，使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，若导轨与金属杆均为粗细相同的同种金属制成，则以下判断正确的选项是()A.电路中的感觉电流大小不变B.电路中的感觉电动势大小不变C.电路中的感觉电动势逐渐减小D.电路中的感觉电流逐渐减小8.以下列图，金属棒ab置于水平放置的圆滑框架cdef上，棒与框架接触优异，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时辰开始磁感觉强度平均减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止，则F()A.方向向右，且为恒力B.方向向右，且为变力第2页C.方向向左，且为变力D.方向向左，且为恒力9.关于感觉电动势的大小，以下说法正确的选项是（）A.跟穿过闭合电路的磁通量有关B.跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关C.跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关D.跟电路中电阻大小有关二、多项选择题10.以下列图，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感觉强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m（质量分布平均）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持优异接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆向来与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程（）杆的速度最大值为流过电阻R的电量为恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量11.以下列图，电阻为R的金属棒从图示地址ab分别以v1，v2的速度沿圆滑导轨（电阻不计）匀速滑到a′位b′置，若v1：v2=1：2，则在这两次过程中（）A.回路电流I1：I2=1：2B.产生的热量Q1：Q2=1：2C.经过任一截面的电量q1：q2=1：2D.外力的功率P1：P2=1：212.如图1所示，在竖直方向分布平均的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1m2，圆环电阻为0.2Ω．在第1s内感觉电流I沿顺时针方向．磁场的磁感觉强度B随时间t的变化规律如图2所示（其中在4～5s的时间段呈直线）．则（）第3页A.在0～5s时间段，感觉电流先减小再增大B.在0～2s时间段感觉电流沿顺时针，在2～5s时间段感觉电流沿逆时针C.在0～5s时间段，线圈最大发热功率为﹣45.0×10WD.在0～2s﹣1时间段，经过圆环横截面的电量为5.0×10C13.闭合回路的磁能量Φ随时间t变化图象分别以下列图，关于回路中产生的感觉电动势的论述，其中不正确的选项是（）图甲的回路中没有感觉电动势图乙的回路中感觉电动势恒定不变C.图丙的回路中0～t1时间内的感觉电动势小于t1～t2时间内的感觉电动势图丁的回路中感觉电动势先变大，再变小14.如图甲所示，100匝线圈（图中只画了1匝）两端A、B与一电压表相连．线圈内有一垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．以下关于电压表的说法正确的选项是（）A.电压表读数为50VB.电压表读数为150VC.电压表“+接”线柱接A端D.电压表“+接”线柱接B端15.将四根完好相同的表面涂有绝缘层的金属丝首尾连接，扭成以下列图四种形状的闭合线圈，图中大圆半径均为小圆半径的两倍，将线圈先后置于同一匀强磁场中，线圈平面均与磁场方向垂直．若磁感觉强度从B增大到2B，则线圈中经过的电量最少的是（）第4页A.B.C.D.三、填空题16.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感觉电动势和最大感觉电动势之比为________．17.以下列图，螺线管的匝数为10匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量由0.02Wb平均变为0.06Wb，则磁通量的变化率为________Wb/s，则螺线管两端产生的感觉电动势为________V．18.图示为交流发电机原理图，已知两磁极间匀强磁场的磁感觉强度为B，矩形线框的匝数为n、面积为S．当线框转到与磁场方向垂直的图示地址时，穿过线框的磁通量为________；若线框从图示地址逆时针转动90°，所用时间t，则线框中产生的平均感觉电动势为________．19.以下列图，在一个圆滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻Ω．垂直于框面的匀强磁场的磁感觉强度．当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感觉电动势E=________，经过ab棒的电流I=________．ab棒两端的电势差Uab=________，在电阻R上耗资的功率PR=________，在ab棒上耗资的发热功率Pab=________，切割运动中产生的电功率P=________．第5页20.有一个n匝线圈面积为S，在△t时间内垂直线圈平面的磁感觉强度变化了△B，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为________，磁通量的变化率为________，感觉电动势________．四、解答题21.用粗细平均的绝缘导线制成一个圆环，在圆环内用相同导线折成一个内接正方形．将它们放入一个平均变化的匀强磁场，磁场方向和它们所在的平面垂直．求圆环中和正方形中的感觉电动势之比．22.有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02wb平均增加到0.09wb，求线圈中的感觉电动势？答案解析部分一、单项选择题1.【答案】A【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：由法拉第电磁感觉定律可知，感觉电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率越大，感觉电动势越大，感觉电动势与磁感觉强度大小、磁通量大小、磁通量变化量的大小没关，线圈中磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，感觉电动势越大，故A正确，BCD错误；应选：A．【解析】依照法拉第电磁感觉定律可知，感觉电动势与磁通量的变化率成正比，应用法拉第电磁感觉定律解析答题．2.【答案】B【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】A、当条形磁铁插入线圈的刹时，穿过线圈的磁通量增加，产生感觉电流．条形磁铁第一次迅速插入线圈时，磁通量增加快；条形磁铁第二次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，磁通量变化率不相同，但磁通量变化量相同．故A错误，B正确；C、依照法拉第电磁感觉定律第一次线圈中产生的感觉电动势大，再欧姆定律可知第一次感觉电流大，故C错误；D错误；应选：B【解析】依照产生感觉电流的条件解析有无感觉电流产生．再依照法拉第电磁感觉定律解析感觉电动势的大小，由欧姆定律解析感觉电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值．3.【答案】A【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解析】当MN匀速运动时，MN相当于电源。由右手定则判断电流的方向。再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电压的大小。第6页当MN沿导轨方向以速度v匀速运动运动时，由法拉第电磁感觉定律得：E=BLv，由闭合电路欧姆定律可得：MN两端电压大小为，由右手定则可知流过固定电阻R的感觉电流由b到d，A对。【议论】难度较大，注意切割磁感线的导体相当于电源，能够把电磁感觉和电路知识结合起来解决问题。会用右手定则判断电流的方向。4.【答案】B【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、当线圈中的磁通量发生变化时，若线圈是闭合的，则有感觉电流，若不闭合，则无感觉电流，有感觉电动势．故AC错误，B、感觉电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与线圈电阻没关．当电路闭合，则感觉电流与线圈电阻有关．故B正确．D、依照法拉第电磁感觉定律，E=N．知感觉电动势的大小与磁通量的变化率成正比．故D错误；应选：B．【解析】当穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就会产生感觉电流．线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比．5.【答案】B【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】依照法拉第电磁感觉定律可知在线圈中产生恒定的感觉电流，开始导体棒PQ碰到沿导轨向上的安培力，若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ，则摩擦力为：f=mgsinθ﹣F安，随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大，当安培力反向时，f=mgsinθ+F安，安培力逐渐增大，故摩擦力也是逐渐增大；若安培力大于mgsinθ，则安培力为：f=F安﹣mgsinθ，由于安培力逐渐减小，故摩擦力逐渐减小，当F安=mgsinθ时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinθ﹣F安，随着安培力的变化将逐渐增大，应选：B．【解析】由图乙可知磁场平均变化，依照法拉第电磁感觉定律可知在线圈中产生恒定的感觉电流，依照左手定则可知导体棒开始碰到沿斜面向上逐渐减小的安培力，当B=0时，安培力为零，当磁场反向时，导体棒碰到沿导轨向下的逐渐增大的安培力，解析清楚安培力的情况，尔后对导体棒进行正确受力解析，即可正确判断摩擦力的变化情况．6.【答案】D【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解析】穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不用然越大，则感觉电动势也无法确定．故A错误；穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，则感觉电动势也会最大，故B错误；穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不用然越大，则感觉电动势也无法确定．故C错误；经过线圈的磁通量变化越快，感觉电动势也越大，故D正确。【议论】感觉电动势与磁通量的变化率有直接关系，而与磁通量变化及磁通量均没有直接关第7页系．就如加速度与速度的关系相同．速度大，加速度不用然大；速度变化大，加速度也不一定大．加速度与速度的变化率有关。7.【答案】A【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】导体杆从O开始到如题图所示地址所经历时间设为导体杆切割磁感线的有效长度l⊥＝OBtanθ，故E＝Bl⊥v⊥＝Bvttan路中电动势与时间成正比，B、C错误；

，∠EOF＝θ，则2θ·v＝Bvttanθ，即电电路中电流，而l＝△OAB的周长，即l＝OB＋AB＋OA＝vt＋vt·tan＋θ＝vt（1+tanθ+）因此，因此I为恒量，因此A正确、D错误。应选A【解析】本题观察法拉第电磁感觉定律的理解和应用，即对公式的理解。8.【答案】C【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】由可知，因磁感觉强度平均减小，因此感觉电动势E恒定，由F安＝BIL，可知，ab棒碰到的安培力随B的减小平均变小，由外力F＝F安可知，外力F也平均变小，为变力，由左手定则可判断F安水平方向上的重量向右，所以外力F水平向左，C正确。应选C【解析】本题观察法拉第电磁感觉定律和安培力F安＝BIL的应用。9.【答案】C【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解析】感觉电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接的关系．故A错误．感觉电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比．故B错误．依照法拉第电磁感觉定律可知：感觉电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率反响磁通量变化的快慢．故C正确．感觉电动势的大小跟电路中电阻大小没关．故D错误。【议论】抓住感觉电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比解析题目。第8页二、多项选择题10.【答案】B,D【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、当杆的速度达到最大时做匀速运动，杆受力平衡，则F﹣μmg﹣F安=0，F安=，因此最大速度vm=，故A错误．B、流过电阻R的电荷量为q=△t=△t==，故B正确；C、依照动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力做负功，因此恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量，故C错误，D正确；应选：BD．【解析】当杆所受的合力为零时速度最大，依照平衡结合闭合电路欧姆定律以及切割产生的感觉电动势公式求出最大速度．依照法拉第电磁感觉定律求出平均感觉电动势，进而得出平均感觉电流，依照q=It求出经过电阻的电量．依照动能定理判断恒力、摩擦力、安培力做功与动能的关系．11.【答案】A,B【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、回路中感觉电流为：I==，I∝v，则得：I1：I2=v1：v2=1：2．故A正确．22=，Q∝v，则得：Q1：Q2=v1：v2=1：2．故B、产生的热量为：Q=IRt=（）RB正确．C、经过任一截面的电荷量为：q=It=t=，q与v没关，则得：q1：q2=1：1．故C错误．D、由于棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得：P=I2R=（）2R，P∝v2，则得：P1：P2=1：4，故D错误．应选：AB【解析】回路中感觉电流为I=，E=BLv，即可求解回路电流I1：I2．依照焦耳定律求解热量之比．依照法拉第电磁感觉定律、欧姆定律和电量公式q=It，求解电荷量之比．外力的功率等于回路中的电功率，由P=EI求解外力的功率之比．12.【答案】B,C【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、依照闭合电路欧姆定律得，I==n，知磁感觉强度的变化第9页率越大，则电流越大，磁感觉强度变化率最大值为，则最大电流I=，则在0～5s时间段，感觉电流先减小再增大，最后不变．故A错误．B、由题意知，在第1s内感觉电流I沿顺时针方向，依照楞次定律知，磁场方向向上为正方向；在0～2s时间段顺时针，在2～5s时间，磁场在减小，则感觉电流的方向：逆时针，故B正确．C、在0～5s时间段，当电流最大时，发热功率最大，则﹣4．故C正P=I22×0.2=5×10W确．D、依照感觉电量的公式，经过圆环横截面的电量为C，故D错误；应选：BC．【解析】依照楞次定律判断感觉电流的方向，经过法拉第电磁感觉定律E=nS求出感觉电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小．13.【答案】C,D【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、图中磁通量Φ不变，没有感觉电动势产生，故A正确．B、图中磁通量Φ随时间t平均增大，图象的斜率k不变，即不变，依照法拉第电磁感觉定律得知，回路中产生的感觉电动势恒定不变，故B正确．C、图中回路在O～t1时间内，图象的斜率大于在t1～t2时间的斜率，说明前一段时间内磁通量的变化率大于后一时间内磁通量的变化率，因此依照法拉第电磁感觉定律知，在O～t1时间内产生的感觉电动势大于在t1～t2时间内产生的感觉电动势，故C不正确．D、图中磁通量Φ随时间t变化的图象的斜当先变小后变大，磁通量的变化当先变小后变大，因此感觉电动势先变小后变大，故D不正确．本题选不正确的，应选：CD．【解析】依照法拉第电磁感觉定律：感觉电动势与磁通量的变化率成正比，结合数学知识进行解析．14.【答案】A,C【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：A、B由图获取磁通量的变化率为：=，依照法拉第电磁感觉定律得：E=n=100×0.5=50V，则电压表读数为50V．故A正确，B错误．C、D依照楞次定律判断可知，回路中感觉电动势的方向为逆时针方向，因此电压表“+接”线柱接A端．故C正确，D错误．第10页应选：AC【解析】由图求出磁通量的变化率．依照法拉第电磁感觉定律求出回路中感觉电动势，获取电压表的读数．依照楞次定律判断电动势的方向，确定电压表的接线柱接法．15.【答案】B,C【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：依照法拉第电磁感觉定律，E=，而闭合电路欧姆定律，I=，且电量q=It，则有q=，若磁感觉强度从B增大到2B，则线圈中经过的电量最少的是磁通量变化最少的，由于穿过线圈的磁通量分正负面，因此A选项的磁通量变化量最大，而D选项是将小圆旋转180度后再翻转，则磁通量变化也是最大，关于B选项，是将A选项小圆旋转180度，则磁通量的变化最小；而C选项，是将A选项小圆翻转180度，则磁通量的变化也是最小；综上所述，故BC正确，AD错误；应选：BC．【解析】依照法拉第电磁感觉定律与闭合电路欧姆定律，再结合电量表达式，进而导出电量的综合表达式，进而即可求解．三、填空题16.【答案】2：π【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：线圈产生的感觉电动势的最大值为：Em=NBSω，线圈从中性面开始转动180°的过程中，磁通量的变化量为：△Φ=2BS，所用时间为：△t==，依照法拉第电磁感觉定律得平均电动势为：=N==NBSω，因此平均感觉电动势和最大感觉电动势之比为2：π；故答案为：2：π．【解析】先由公式Em=NBSω，求出线圈中产生的感觉电动势的最大值．再由依照法拉第电磁感觉定律，求出线圈从图示地址开始到转过90°的过程的平均电动势；即可求得它们之比．17.【答案】；4【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】解：由题意可知，线圈中磁通量的变化率为：=；依照法拉第电磁感觉定律得：E==10×0.4V=4V第11页故答案为：，4【解析】线圈的磁通量变化时，产生感觉电动势，由法拉第电磁感觉定律可得感觉电动势大小．18.【答案】BS；【考点】法拉第电磁感觉定律【解析】【解答】当边框转到与磁场方向垂直的图示地址时，穿过线框的磁通量为Φ=B