高中物理 第四章 电磁感应 4 法拉第电磁感应定律分层训练 新人教版选修32

1、6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3

2、3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 54 4法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律a 级抓基础1穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2 wb，则()a线圈中感应电动势每秒增加 2 vb线圈中感应电动势每秒减少 2 vc线圈中感应电动势始终为 2 vd线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于 2 v解析：由ent知：t恒定，n1，所以e2 v.答案：c2下列说法中正确的是()a导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流b导体做切割磁感线运

3、动，导体内一定会产生感应电流c闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流d穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流解析：只要穿过电路的磁通量发生变化，导体中就产生感应电动势，若电路闭合则有感应电流，故 d 正确；由于线圈是否闭合并不确定，故 a、b 错误；闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时，如果穿过电路的磁通量不发生变化，就不产生感应电动势，也就不产生感应电流，故 c 错答案：d3如图，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

4、势变为e2.则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1e2分别为()aca，21bac，21cac，12dca，12解析：由右手定则判断可知，mn中产生的感应电流方向为nm，则通过电阻r的电流6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3

5、1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5方向为ac.mn产生的感应电动势公式为eblv，其他条件不变，e与b成正比，则得e1e212.答案：c4(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则od过程中()a线圈在o时刻感

6、应电动势最大b线圈在d时刻感应电动势为零c线圈在d时刻感应电动势最大d线圈在o至d时间内平均感应电动势为 0.4 v解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从o至d时间内的平均感应电动势et21030.012v0.4 v.由感应电动势的物理意义知， 感应电动势的大小与磁通量的大小和磁通量的改变量均无必然联系， 仅由磁通量的变化率t决定， 而任何时刻磁通量的变化率t就是-t图象上该时刻切线的斜率，不难看出o点处切线斜率最大，d点处切线斜率最小，为零，故a、b、d 选项正确答案：abd5一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 时间内均匀地增大到原来的两

7、倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地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()a.12b1c2d4解析：设原磁感应强度为b，线框面积为s，第一次在 1 s 内将磁感应强度增大为原来的两倍，即变为 2b，感应电动势为e1bst（2bb）stbst；第二次在 1 s 内将线框面积均匀的减小到原来的一半，即变为12s，感应电动势大小为e22bst2bs12stbst，6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5

8、1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5所以有e1e2

9、1，选项 b 正确答案：bb 级提能力6 一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内， 磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示)， 磁感应强度b随时间t变化的规律如图乙所示 以i表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)， 则能正确表示线圈中电流i随时间t变化规律的是()解析：01 s 内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，a、b 错误；4 5 s 内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，d 错误答案：c7(多选)如图所示，矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是l，电阻都是r，

10、其余电阻不计，框架以速度v匀速平移，穿过磁感应强度为b的匀强磁场，设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时ab边两端电压分别为u1、u2、u3，则下列判断结果正确的是()au113blvbu22u1cu30du1u2u3解析：当ab进入磁场时，ierr22blv3r，则u1eir13blv.当cd也进入磁场时，i2blv3r，u2eir223blv.三边都进入磁场时，u3blv.故选项 a、b 正确答案：ab8面积s为 0.2 m2、匝数n为 100 的圆形线圈，处在下图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律b为 0.02tt，r为 3 ，c为 30 f，线圈电阻r为 1 ，求：6 e d

11、b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4

12、4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5(1)通过r的电流大小和方向；(2)电容器所带的电荷量解析：(1)由楞次定律知，变大，线圈的感应电流方向为逆时针方向，所以通过r的电流方向为ba，感应电动势entnsbt1000.20.02 v04 v，则感应电流ierr0.431a0.1 a.(2)电容器两端电压ucurir0.13 v0.3 v，电容器所带的电荷量qcuc301060.3 c9106c.9如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁

13、场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：(1)磁感应强度的大小b；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值im.解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动：bilmg，解得：bmgil.(2)感应电动势eblv，感应电流ier，6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5

14、1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5由解得：vi2

15、rmg.(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm.机械能守恒12mv2mmgh，感应电动势的最大值emblvm，感应电流的最大值imemr，解得：immg2ghir.10如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成 37夹角放置，导轨间距为l1 m，上端接有电阻r3 ，虚线oo下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从oo上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的vt图象如图乙所示(g取 10 m/s2)求：图甲图乙(1)磁感应强度b；(2)杆在磁场中下滑 0.1 s 过程中电阻r产生的热量解析：(1)

16、由图乙得avt0.50.1m/s25 m/s201 s 前，由牛顿第二定律有mgsinfma代入数据得f0.1 n01 s 后匀速运动，有mgsinffa0而fabilbblvrrlb2l2vrr.由得b（mgsinf） （rr）l2v（0.60.1）（31）120.5t2 t.(2)iblvrr210.531a0.25 a6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c

17、 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5qri2rt0.25230.1 j3160j.11匀强磁场的磁感应强度b0.2 t，磁场宽度l3 m，一正方

18、形金属框边长adl1 m，每边的电阻r0.2 ，金属框以v10 m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如下图所示求：(1)画出金属框穿过磁场区域的过程中，金属框内感应电流的it图线；(2)画出ab两端电压的ut图线解析：线框的运动过程分为三个阶段：第一阶段cd相当于电源，ab为等效外电路；第二阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源；第三阶段ab相当于电源，cd相当于外电路，如下图所示在第一阶段，有i1er3rblv4r2.5 a.感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为：t1lv110s0.1 s.ab两端的电压为：u1i1r2.50.2 v0.5 v，在第二阶段，有：i20，u2eblv2 v，t20.2 s.在第三阶段，有i3e4r2.5 a.感应电流方向为顺时针方向u3i33r1.5 v，t30.1 s.规定逆时针方向为 电流正方向，故it图象和ab两端的ut图象分别如下图所示6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5