高中物理 专题4_4 法拉第电磁感应定律课时同步试题 新人教版选修3-2

第4节 法拉第电磁感应定律1关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是A由穿过这一电路的磁通量决定B由穿过这一电路的磁通量的变化量决定C由穿过这一电路的磁通量的变化率决定D以上说法都不对【答案】C2闭合线圈的匝数为n，每匝线圈面积为S，总电阻为R，在时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为，则通过导线某一截面的电荷量为ABCD【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律：E=N；再由殴姆定律：I=，而电荷量公式：Q=It；三式联立可得Q=，故选C。3如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的ABCD【答案】D4一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s内均匀增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s内再将线框的面积均匀减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为A1:2 B1:1C2:1 D4:1【答案】B【解析】设原磁场的磁感应强度为B，线框面积为S。第1 s内1=2BSBS=BS，第2 s内2=2B2BS=BS。因为E=n，所以两次线框中感应电动势的大小相等，B正确。5图甲bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度的变化如图乙，PQ始终静止，在0t1时间APQ受安培力方向始终沿轨道斜面向上BPQ受安培力方向始终沿轨道斜面向下CPQ受到的摩擦力可能一直增大DPQ受到的摩擦力可能先减小后增大【答案】CD【解析】根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，开始导体棒PQ受到沿导轨向上【点睛】由图乙可知磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，根据左手定则可知导体棒开始受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，导体棒受到沿导轨向下的逐渐增大的安培力，分析清楚安培力的情况，然后对导体棒进行正确受力分析，即可正确判断摩擦力的变化情况。6如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上、下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上、下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则AFdFcFb BFcFdFbFd DFcFbQ2，q1=q2 BQ1Q2，q1q2 CQ1=Q2，q1=q2 DQ1=Q2，q1q2【答案】A【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律的应用以及电功和电荷量的求解；熟练掌握电动势的求解公式，并联系电功的公式即可解答；注意求解通过导体横截面的电荷量时用电动势的平均值。8如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为，两导轨上端接有电阻，阻值，虚线下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，现将质量为、电阻不计的金属杆ab，从上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻，已知金属板下落的过程中加速度a与下落距离h的关系如图乙所示，重力加速度，则A金属杆刚进入磁场时的速度为B下落了时速度为C金属杆下落的过程中，在电阻R上产生的热量为D金属杆下落的过程中，通过电阻R的电荷量为【答案】AC【解析】由乙图知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小，方向竖直向上。由牛顿第二定律得：，设杆刚进入磁场时的速度为，则有，联立得：，代入数值有：，故A正确；下落时，通过图像知，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有，其中，可得下落时杆的速度代人数值有：，故B错误；从开始到下落的过程中，由能的转化和守恒定律有：，代人数值有，故C正确；杆自由下落的距离满足，解得，所以杆在磁场中运动的距离通过电阻R的电荷量，代人数值有：，故D错误。9如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。用表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则图丙中的图象正确的是 【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图乙可知，01 s内，B增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值，所以可判断01s为负的恒值；12 s为零；23 s为正的恒值，故C正确，ABD错误。10如图甲所示，边长L=0.4 m的正方形线框总电阻R=1 (在图中用等效电阻画出)，方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是A回路中电流方向沿逆时针方向B线框所受安培力逐渐减小C5 s末回路中的电动势为0.08 VD06 s内回路中产生的电热为3.84102 J【答案】CD【解析】由楞次定律可判断出感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；由图象可知，磁通量变化率是恒定的，根据法拉第电磁感应定律，则有感应电动势一定，依据闭合电路欧姆定律，则感应电流大小也是一定的，再依据安培力表达式F=BIL，安培力大小与磁感强度成正比，故B错误；根据感应电动势：，故C正确；根据闭合电路欧姆定律，则有感应电流为：；再根据焦耳定律，那么在06 s内线圈产生的焦耳热：Q=I2Rt=0.08216 J=3.84102 J，故D正确。【名师点睛】本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用，这些都是电磁感应现象遵守的基本规律，要熟练掌握，并能正确应用。11一个边长为a=1 m的正方形线圈，总电阻R=2 ，当线圈以v=2 m/s的速度通过磁感应强度为B=0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直。若磁场的宽度b1 m，如图所示，求：（1）线圈进入磁场