高中物理巩固练习法拉第电磁感应定律提高

【巩固练习】一、选择题1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（）A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势保持不变2．闭合回路的磁通量随时间t变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是（）A．图甲回路中感应电动势恒定不变B．图乙回路中感应电动势恒定不变C．图丙回路中0～t1，时间内感应电动势小于t1～t2时间内感应电动势D．图丁回路中感应电动势先变大后变小3．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示，已知电容C=30μF，回路的长和宽分别为=5cm，=8cm，磁场变化率为5×10－2T／s，则（）A．电容器带电荷量为2×10－9CB．电容器带电荷量为4×10－9CC．电容器带电荷量为6×10－9CD．电容器带电荷量为8×10－9C4．（2015哈尔滨校级期中）粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab＝bc＝2cd＝2de＝2ef＝2fa＝2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是()A．ab两点间的电势差图①中最大B．ab两点间的电势差图②中最大C．回路电流图③中最大D．回路电流图④中最小5．环形线圈放在匀强磁场中，设在第1s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示。若磁感应强度随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2s内，线圈中感应电流的大小和方向是（）A．大小恒定，逆时针方向B．大小恒定，顺时针方向C．大小逐渐增加，顺时针方向D．大小逐渐减小，逆时针方向6．如图所示，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Δt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A．B．C．D．7．物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（）A．B．C．D．8．（2016张家口模拟）如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是()A．在0～t0和t0～2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B．在0～t0时间内，通过导体棒的电流方向为N到MC．在t0～2t0时间内，通过电阻R的电流大小为eq\f(SB0,Rt0)D．在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量为eq\f(SB0,2R)二、填空题9．如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA=2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=________，线圈中的感应电流之比为IA∶IB=________。10．如图所示，长为L的导线下悬一小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为B，则金属导线中产生的感应电动势大小为________。三、解答题11．（2016内蒙古自主招生）如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求：（1）5s末的感应电动势大小；（2）5s末通过R电流的大小和方向；（3）5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。12．如图所示，导体圆环半径为a，导体棒OC可绕O点转动，C端与环接触良好且无摩擦，圆环的电阻不计，导体棒OC的电阻为r，定值电阻的阻值为R，现使OC绕O以角速度ω匀速转动，求电阻R两端的电压和驱动OC棒转动的外力功率。13．如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨距离为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2，两导轨间有一边长为eq\f(L,2)的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，现用一恒力F沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，若杆出磁场前已做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻。求：(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向；(2)金属杆做匀速运动时的速率；(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热。【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】由题意知：，故，保持不变。2．【答案】B【解析】因，则可据图象斜率判断知图甲中，即电动势E为0；图乙中为恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前＞E后；图丁中图象斜率先减后增，即回路中感应电动势先减后增，故只有B选项正确。3．【答案】C【解析】回路中感应电动势等于电容器两板间的电压，。电容器的电荷量为q=CU=CE=30×10－6×2×10－4C=6×10－9C，C选项正确。4．【答案】A【解析】设ab段电阻为r，图①中ab两点间的电势差U＝3Ir，图②中ab两点间的电势差U＝Ir，图③中ab两点间的电势差U＝Ir/2，图④中ab两点间的电势差U＝Ir，所以ab两点间的电势差图①中最大，选项A正确B错误。回路电流图③中最小，其他回路电流相等，选项C、D错误。5．【答案】A【解析】由图乙可知，第2s内为定值，由知，线圈中感应电动势为定值，所以感应电流大小恒定。第2S内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A项正确。6．【答案】B【解析】当磁场增强时线圈中产生感生电动势：，B项正确7．【答案】A【解析】，所以。8．【答案】B【解析】导体棒与导轨围成的线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律可得，t0～2t0时间内感应电动势E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝Seq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(2SB0,t0)，所以感应电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(2SB0,Rt0)，选项C错。0～t0时间内竖直向上的磁通量减小，根据楞次定律知感应电流的磁场方向竖直向上，感应电流的方向为N到M，选项B对。0～t0时间内导体棒有向右运动的趋势，摩擦力水平向左，t0～2t0时间内导体棒有向左运动的趋势，摩擦力水平向右，选项A错。在0～2t0时间内，通过电阻R的电荷量Q＝eq\x\to(I)×Δt＝eq\f(E,R)×Δt＝Seq\f(ΔB,ΔtR)×Δt＝eq\f(SΔB,R)＝eq\f(SB0,R)，选项D错。二、填空题9．【答案】1∶11∶2【解析】A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由可得EA∶EB=1∶1，又因为，故RA∶RB=2∶1，所以IA∶I1=1∶2。10．【答案】【解析】导体在磁场中转动，导线本身与磁场不垂直，应考虑切割磁感线的有效长度。导线的有效长度为，据知，电动势。三、解答题11．【答案】（1）2V；（2）2A，方向；（3）0.6N【解析】（1）由于导体棒ab做匀加速直线运动，设它在第5s末速度为v，所以根据法拉第电磁感应定律：（2）根据闭合电路欧姆定律：

，方向（3）因为金属直导线ab做匀加速直线运动，故其中：所以12．【答案】【解析】OC产生的电动势为，电路中电流，R两端电压，外力功率等于电路的热功率。13．【答案】(1)eq\f(F,BL)，方向从M到P；(2)eq\f(2FR,B2L2)；(3)eq\f(1,4)FL－eq\f(mF2R2,B4L4)。【解析】(1)设流过金属杆中的电流为I，由平衡条件得：F＝BI·eq\f(L,2)解得I＝eq\f(2F,BL)因R1＝R2，所以流过R1的电流大小为I1＝eq\f(I,2)