高中物理1.4法拉弟电磁感应定律每课一练粤教版选修3-2

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1、1.4法拉弟电磁感应定律每课一练（粤教版选修3-2）我夯基，我达标1 .把一条形磁铁插入一个闭合线圈中，一次是迅速插入，另一次是缓慢插入，两次初、末位置分别相同，则两次插入情况相比较，正确的说法是（）A,磁通量的变化率相同B,磁通量的变化量相同C.线圈中产生的感应电动势相同D.线圈中通过导体横截面的电荷量相同解析：一次快速将磁铁插入线圈中， 另一次是缓慢地将磁铁插入线圈中，时间不等，线圈内磁通量均由 0增加至相同的最大值，故磁通量的变化是相同的，由E= 35可知，磁t通量的变化率不同，产生的感应电动势不等，故B正确，A、C错，通过导体横截面电荷量二，E- 一 一 -一q = IAt= At=

2、At =，故D正确，正确答案是 B、D。 R R t R答案：BD2 .如图1-4-9所示，PQRS；一正方形导线框，它以恒定的速度向右进入以MNK;边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，吊燃与线框的边成 45。角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线圈中的感应电流，正确的说法是（）图 1-4-9A.当E点经过边界 MN寸，线框中感应电流最大B.当P点经过边界MN寸，线框中感应电流最大C.当F点经过边界 MN寸，线框中感应电流最大D.当Q点经过边界 MN寸，线框中感应电流最大解析：由题意知在线框进入磁场的过程中B与u都是不变的，根据公式 E=BLu可知,有效长度L最大时，回路中感应电流最大，

3、当P点经过边界 MN寸，R点正好经过边界 MN切割磁感线运动的有效长度 L有最大值，故正确答案为 Bo答案：B3 .将一根金属杆在竖直向下的匀强磁场中以垂直磁场方向的初速度u水平抛出，若金属杆在运动过程中始终保持水平，那么金属杆的感应电动势E的大小将（）A.随杆的速度的增大而增大B.保持不变C.随杆的速度方向与磁场方向夹角的减小而减小D.因为速度的大小与方向同时变化，因此无法判断E的大小。解析：金属杆做平抛运动，如图 1-4-10所示，金属杆在运动过程中，速度方向与磁场方向间的夹角 0越来越小，而金属杆的速度越来越大，但切割磁感线的有效速度是其水平分量，即u L=utsin 0 = u ,则金

4、属杆中产生的感应电动势E=BLu sin 0 =BLu ,故正确答案为B。图 1-4-10答案：B4 .如图1-4-11所示，三角形金属导轨abc上放一金属杆 AB,在外力作用下使 AB保持与ab垂直以速度 u o从a点开始向右匀速移动，设导轨和金属杆均由粗细相同的同种金属材料制成，则下列判断正确的是（）xX X图 1-4-11A.电路中的感应电动势大小不变B.电路中的感应电动势逐渐增大C.电路中的感应电流大小不变D.电路中的感应电流逐渐减小Lab逐渐增大，故E增大，A错，B解析：根据公式 E=BLabu ,当AB杆向右匀速运动时,正确。电路的总电阻R = p（LAB ，LAB/sin。*/c

5、ot2 电路中的瞬时电流 SoE1I = 一= BuSo/P（1 +7+8%）（其中P为导体的电阻率，8为导体的横截面积），Rsin 二所以I不变，C正确。故本题答案为B Co答案：BC5 .在下图1-4-12中，金属棒ab长为L,匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒运动的速率为u ,。为图标中的夹角，金属棒ab两点间的感应电动势E=BLu sin。的有（）X 箝 乂X XXt fABCD图 1-4-12 解析：由于运动而产生的感应电动势E=BLu中的R L、U互相垂直，当三者不互相垂直时，应将不垂直的物理量投影到三者垂直的方向上来，根据这原则：对于A图，磁场方向垂直于杆的速度方向所确定的平面，但

6、是速度方向与杆不垂直，将速度投影到垂直于杆的方向上时，速度为 u sin。，代入E=BLu中后，得E=BLu sin 0 ;对于B图，它与A图的情况 相同；对于C图，杆已经垂直于磁场和速度所确定的平面，但磁场方向与速度方向不垂直， 将速度投影到垂直于磁场方向上（或将磁感应强度投影垂直于速度的方向上）其感应电动势为E=BLu sin 0 ;而对于D图，三个物理量均在一个平面内，不能产生感应电动势，从切割 磁感线的角度来看，杆的速度方向平行于磁场所在平面运动没有切割磁感线，所以没有感应动势产生。答案：ABC6 .在图1-4-13各图中，线框abcd在磁场中运动能产生感应电流的是（）图 1-4-13

7、答案：AC7 .如图1-4-14所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO以角速度 3匀速运动，匀强电场的磁感应强度为B,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转过30角 的过程中，环中产生的感应电动势是多大?图 1-4-14解析：金属环在转过30角过程中，磁通量的变化量为A二2尸BSSin30 0=-Bti r：又 At = =工，根据法拉第电磁应定律：E= A5 = E=3BW r求得的是平均26及感应电动势，只有当 At趋于零（时间间隔 At取的足够小）时，才等于瞬时感应电动势。2答案：E=3Bco r8.如图1-4-15所示，两光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平

8、面，金属棒ab可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R其余电阻不计。图 1-4-15已知：框架宽l=0.50m,定值电阻R=0.20 Q ,磁感应强度 B=0.40T ,当ab以u =4.0m/s 向右匀速滑动时，求：(1)导体ab上产生的感应电动势大小。(2)电阻R上产生的热功率是多少？解析：(1)导体ab垂直切割磁感线，所以 E=BLu =0.40X0.50 X4.0V=0.80V2 2(2) R上热功率 p = i2r=()2，r = 一 =W=3.2WR R 0.20答案：0.8V 3.2W9 .如图1-4-16所示，半径为的n匝线圈套在边长为 L的正方形abcd之外，匀强磁场AB

9、局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积。当磁感应强度以 2B的变化率均匀变化时，线At圈中产生感应电动势的大小为 。图 1-4-16答案：NlfAt10 .单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图1-4-17所示，则()承/L 0 T Wb27TV 八图 1-4-17A.线圈中O时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈从O至D时间内平均感应电动势为 0.4V解析：图像上各点的斜率表示该时刻穿过线圈的磁通量的变化率。从图看出O点的斜率最大，在该时刻线圈中感应电动势最大， 故A正确，在D时刻图像的斜率

10、为零，该时刻线圈 中感应电动势为零， B正确，C错。线圈从 Of D经过时间 At=0.005s ,穿过线圈的磁通量3 2 10J3Wb -.的变化重 A=2-i=2X 10 Wb则感应电动势 E - = 0.4 V D正确。:t0.005s答案：ABD我综合，我发展11.如图1-4-18所示，粗细均匀的金属环的电阻为 r的金属圆环，放在图示的匀强磁场 中，磁感应强度为 B,圆环直径为l ;长为l、电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上，以 u 0 向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（）M X XX X X X图 1-4-18A.0B.Bl 0。C.Bl u 0/2D.B

11、l u 0/3解析：切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当运动到虚线位置时，两个半圆相当于并联，可画出如图1-4-19所示的等效电路图图 1-4-19Bl 04Bl 03r金属棒两端电势差相当于路端电压4B1 0 r 1 eU ab = IR外=m = B1u0 3r 4 3答案：D12.如图1-4-20所示，金属环处于有直线边界的匀强磁场中，磁场方向与圆环平面垂直,现以垂直于磁场边界的速度将圆环匀速拉出磁场， 在该过程中，圆环上的感应电流 （）A.大小不变B.C.逐渐增大D.XI XXX图 1-4-20TXX XX X逐渐减小先增大后减小解析：圆环拉出磁场过程中切割磁感线

12、,有效切割长度等于圆环与磁场边界两交点之间的距离，这个距离先增大后减小，感应电动势E=BLu ,环中电流1=旦=旦？随L变化而R R变化，故D选项正确。答案：D13.如图1-4-21所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为1、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计,ac长度为磁场的磁感强度为 B,方向垂直2 lR纸面向里。现有一段长度为 一、电阻为的均匀导体杆 MN在导线框上，开始时紧靠 ac,22然后沿ab方向以恒定速度 u向b端滑动，滑动中始终与 ac平行并与线框保持良好接触。当MN骨过的距离为L时，导线ac中的电流是多大？方向如何？3X X X X用心爱心专心9图

13、 1-4-21较安2B1 上c C答案 I ac =方向a- c5R14.如图1-4-22所示，半径为 a的圆形区域(图中虚线)内有匀强磁场，磁感应强度B=0.2T ,半径为b的金属圆环与圆 a同心、共面地放置，磁场与环面垂直，其中 a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为2Q, 一金属棒MNW金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计。图 1-4-22(1)若棒以u 0=5m/s的速率沿环面向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO的瞬间MN中的电动势和流过灯 L1的电流。(2)撤去中间的金属棒 MN将左面的半圆弧 OLO以OO为轴番g转90。，若此后B随时 B 4,，

14、一间均匀变化，其变化率 = T/s,求L2的功率。t 二解析：(1)棒MN割磁感线运动时为闭合电路充当了电源，L1和L2是并联关系，在棒滑过圆环直径OO电源电动势为E1E1=BL =B 2a 0 =0.2 2 0.4 5V =0.8V。由欧姆定律可得11=E / R = 0.8 A=0.4A2(2)半圆弧OLO以OO为轴翻转90。后，其所在平面与磁场方向平行，当B随时间均匀变化时，OLO部分就相当于电源，且Li和L2是串联关系(L2在电源内部，Li在电源外部)。2 .2由法拉第电磁感应定律E2 =SB = a -B =Ia = 0.32V , L2的功率 t 2.：t2 二F2 K E2 )2 R2 =1.28 10W oR R22答案：0.4A 1.28 X10 W