2016-2017学年高中物理 第4章 电磁感应新人教版选修3-2_2

1 法拉第电磁感应定律 (建议用时：45 分钟) 学业达标 1如果闭合电路中的感应电动势很大，那一定是因为( ) A穿过闭合电路的磁通量很大 B穿过闭合电路的磁通量变化很大 C穿过闭合电路的磁通量的变化很快 D闭合电路的电阻很小 【解析】 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势取决于穿过闭合电路的磁通量的变 化率，即感应电动势的大小与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系，所 以 C 项正确，A、B、D 错误 【答案】 C 2(多选)(2016潍坊高二检测)在理解法拉第电磁感应定律 E n 及其改写式 t E n S， E nB 的基础上，下列叙述中正确的是( ) B t S t A对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比 B对给定的线圈，感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量 B 成正比 C对给定的磁场，感应电动势的大小跟面积的变化率 成正比 B t D三个计算式计算出的感应电动势都是 t 时间内的平均值 【解析】 电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比利用 法拉第电磁感应定律便可判断选项 A、C、D 正确 【答案】 ACD 3(2013北京高考)如图 4415 所示，在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀 强磁场中，金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动， MN 中产生的感应电动势 为 E1；若磁感应强度增为 2B，其他条件不变， MN 中产生的感应电动势变为 E2.则通过电阻 R 的电流方向及 E1与 E2之比 E1 E2分别为( ) 图 4415 【导学号：94530026】 A c a,21 B a c,21 2 C a c,12 D c a,12 【解析】 金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势 E Blv，判断金属杆切割磁 感线产生的感应电流方向可用右手定则 由右手定则判断可得，电阻 R 上的电流方向为 a c，由 E Blv 知， E1 Blv， E22 Blv，则 E1 E212，故选项 C 正确 【答案】 C 4(2014江苏高考)如图 4416 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 均匀地增大到 2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为 ( ) 图 4416 A. B Ba22 t nBa22 t C. D nBa2 t 2nBa2 t 【解析】 根据法拉第电磁感应定律解题线圈中产生的感应电动势 E n n t S n ，选项 B 正确 B t 2B B t a22 nBa22 t 【答案】 B 5(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.5105 T一灵 敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽 100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流 过设落潮时，海水自西向东流，流速为 2 m/s.下列说法正确的是( ) 【导学号：94530027】 A电压表记录的电压为 5 mV B电压表记录的电压为 9 mV C河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高 【解析】 可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体，海水平动切割地磁场的磁感线 产生感应电动势，则 E Blv9 mV，B 项正确由右手定则可知，感应电流方向由南向北， 故河北岸的电势较高，D 项正确 3 【答案】 BD 6(多选)一根直导线长 0.1 m，在磁感应强度为 0.1 T 的匀强磁场中以 10 m/s 的速 度匀速运动，则导线中产生的感应电动势( ) A一定为 0.1 V B可能为零 C可能为 0.01 V D最大值为 0.1 V 【解析】 当公式 E Blv 中 B、 l、 v 互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最 大： Em Blv0.10.110 V0.1 V，考虑到它们三者的空间位置关系不确定应选 B、C、D. 【答案】 BCD 7(2016江门高二检测)在如图 4417 所示的几种情况中，金属导体中产生的感应 电动势为 Blv 的是( ) 甲 乙 丙 丁 图 4417 A乙和丁 B甲、乙、丁 C甲、乙、丙、丁 D只有乙 【解析】 甲、乙、丁三图中， B、 v、 l 两两垂直，且 l 为有效切割长度，产生的感 应电动势都为 E Blv，丙图中 E Blvsin . 【答案】 B 8(2016芜湖高二检测)如图 4418 所示，半径为 r 的 n 匝线圈套在边长为 L 的正 方形 abcd 之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以 的 B t 变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为( ) 图 4418 A r2 B L2 B t B t C n r2 D nL2 B t B t 【解析】 根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小 4 E n nL2 . t B t 【答案】 D 能力提升 9(2016长沙高二检测)在匀强磁场中， a、 b 是两条平行金属导轨，而 c、 d 为串有 电流表、电压表的两金属棒，如图 4419 所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下 结论正确的是( ) 图 4419 【导学号：94530028】 A电压表有读数，电流表没有读数 B电压表有读数，电流表也有读数 C电压表无读数，电流表有读数 D电压表无读数，电流表也无读数 【解析】 以 a、 b、 c、 d 四根导线围成的回路为研究对象，在两棒匀速运动时，回路 磁通量没有变化，故电流表 A、电压表 V 中没有电流，均无读数 【答案】 D 10如图 4420 所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的 有界匀强磁场，其宽度均为 L.现将宽度也为 L 的矩形闭合线圈，从图中所示位置垂直于磁 场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，图中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其 所受的安培力随时间变化的图象是( ) 图 4420 【解析】 由楞次定律可知，当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时，磁场力总是阻碍 5 物体的运动，方向始终向左，所以外力始终水平向右，因安培力的大小不同且在中间时最 大，故选项 D 是正确的，选项 C 是错误的；当矩形闭合线圈进入磁场时，由法拉第电磁感 应定律判断，感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项 A、B 是错误的 【答案】 D 11(2016上绕高二检测)如图 4421 所示， abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线 框，总电阻为 R，今使线框以恒定速度 v 水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区 域已知磁感应强度为 B，磁场宽度为 3l，求线框在进入磁场区、完全进入磁场区和穿出 磁场区三个过程中 a、 b 两点间电势差的大小. 【导学号：94530029】 图 4421 【解析】 导线框在进入磁场区过程中， ab 相当于电源，等效电路如图甲所示 甲 乙 E Blv， r R， R 甲 R， I 14 34 ER甲 r BlvR Uab为路端电压，所以 Uab IR 甲 Blv 34 导线框全部进入过程中，磁通量不变，感应电流 I0，但 Uab E Blv 导线框在穿出磁场区过程中， cd 相当于电源，等效电路如图乙所示 E Blv， r R， R 乙 R， I 14 34 ER乙 r BlvR Uab IRab R Blv. BlvR 14 14 【答案】 Blv Blv 34 Blv4 12(2016衡水高二检测)如图 4422 所示，一个电阻值为 R、匝数为 n 的圆形金属 线圈与阻值为 2R 的电阻 R1连接成闭合回路，线圈的半径为 r1.在线圈中半径为 r2的圆形 区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图 6 乙所示图线与横、纵轴的截距分别为 t0和 B0.导线的电阻不计求 0 至 t1时间内，求： 甲 乙 图 4422 (1)通过电阻 R1上的电流大小； (2)通过电阻 R1上的电量 q 及电阻 R1上产生的热量 【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律可知 E n n S n r t B t B0t0 2 nB0 r