高中物理人教版2第四章电磁感应学业分层测评3

学业分层测评(三)(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】C2．(多选)(2023·潍坊高二检测)在理解法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)及其改写式E＝neq\f(ΔB,Δt)S，E＝nBeq\f(ΔS,Δt)的基础上，下列叙述中正确的是()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ΔB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eq\f(ΔB,Δt)成正比D．三个计算式计算出的感应电动势都是Δt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】ACD3．(2023·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,2∶1 B．a→c,2∶1C．a→c,1∶2 D．c→a,1∶2【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，E2＝2Blv，则E1∶E2＝1∶2，故选项C正确．【答案】C4．(2023·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()图4­4­16\f(Ba2,2Δt) B．eq\f(nBa2,2Δt)\f(nBa2,Δt) D．eq\f(2nBa2,Δt)【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＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n·eq\f(ΔB,Δt)·S＝n·eq\f(2B－B,Δt)·eq\f(a2,2)＝eq\f(nBa2,2Δt)，选项B正确．【答案】B5．(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×10－5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，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2m/s.下列说法正确的是()【导学号：94530027】A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．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＝Blv＝9mV，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．【答案】BD6．(多选)一根直导线长0.1m，在磁感应强度为T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势()A．一定为V B．可能为零C．可能为V D．最大值为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＝Blv＝××10V＝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】BCD7．(2023·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4­4­17A．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＝Blvsinθ.【答案】B8．(2023·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eq\f(ΔB,Δt)的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为()图4­4­18A．πr2eq\f(ΔB,Δt) B．L2eq\f(ΔB,Δt)C．nπr2eq\f(ΔB,Δt) D．nL2eq\f(ΔB,Δt)【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E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nL2eq\f(ΔB,Δt).【答案】D[能力提升]9．(2023·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】D10．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】D11．(2023·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【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＝eq\f(1,4)R，R甲＝eq\f(3,4)R，I＝eq\f(E,R甲＋r)＝eq\f(Blv,R)Uab为路端电压，所以Uab＝IR甲＝eq\f(3,4)Blv导线框全部进入过程中，磁通量不变，感应电流I＝0，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＝eq\f(1,4)R，R乙＝eq\f(3,4)R，I＝eq\f(E,R乙＋r)＝eq\f(Blv,R)Uab＝IRab＝eq\f(Blv,R)×eq\f(1,4)R＝eq\f(1,4)Blv.【答案】eq\f(3,4)BlvBlveq\f(Blv,4)12．(2023·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＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)·S＝n·eq\f(B0,t0)·πreq\o\al(2,2)＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2),t0)通过R1的电流I＝eq\f(E,3R)＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0).(2)通过R1的电量q＝I·t1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2)t1,3Rt0)R1产生的热量Q＝I2R1t1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(nB0πr\o\al