20182019学年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

法拉第电磁感觉定律A级抓基础1．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量一直为每秒均匀增添2Wb，则()A．线圈中感觉电动势每秒增添2VB．线圈中感觉电动势每秒减少2VC．线圈中感觉电动势一直为2VD．线圈中感觉电动势一直为一个确立值，但因为线圈有电阻，电动势小于2V分析：由E＝nΦΔΦ恒定，n＝1，因此E＝2V.t知：t答案：C2．以下说法中正确的选项是()A．导体相对磁场运动，导体内必定会产生感觉电流B．导体做切割磁感线运动，导体内必定会产生感觉电流C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，电路内必定会产生感觉电流D．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中必定有感觉电流分析：只需穿过电路的磁通量发生变化，导体中就产生感觉电动势，若电路闭合则有感应电流，故D正确；因为线圈能否闭归其实不确立，故A、B错误；闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时，假如穿过电路的磁通量不发生变化，就不产生感觉电动势，也就不产生感觉电流，故C错．答案：D3．如图，在磁感觉强度为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中产生的感觉电动势为E；若磁感觉强度增为2B，其余1条件不变，中产生的感觉电动势变成E.则经过电阻R的电流方向及E与E之比E∶E21212分别为()A．c→a，2∶1

B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2

D．c→a，1∶2分析：由右手定章判断可知，

MN中产生的感觉电流方向为

N→M，则经过电阻

R的电流方向为a→c.MN产生的感觉电动势公式为E＝BLv，其余条件不变，E与B成正比，则得E1∶E2＝1∶2.答案：C4．(多项选择)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以下图，则O→D过程中( )A．线圈在O时刻感觉电动势最大B．线圈在D时刻感觉电动势为零C．线圈在D时刻感觉电动势最大D．线圈在O至D时间内均匀感觉电动势为0.4VO至D时间内的均匀感觉电动势E＝Φ分析：由法拉第电磁感觉定律知线圈从t＝－32×10V＝0.4V.0.01÷2由感觉电动势的物理意义知，感觉电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必定联系，仅由磁通量的变化率Φ决定，而任何时刻磁通量的变化率ΔΦ就是tt-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，将磁感觉强度在1s时间内均匀地增大到本来的两倍．接着保持增大后的磁感觉强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到本来的一半．先后两个过程中，线框中感觉电动势的比值为()1A.2B．1C．2D．4分析：设原磁感觉强度为B，线框面积为S，第一次在1s内将磁感觉强度增大为本来BS（2－）2B，感觉电动势为E1＝1s内将线框面的两倍，即变成t＝t＝t；第二次在1积均匀的减小到本来的一半，即变成122BS2BS－2SBS2S，感觉电动势大小为E＝t＝t＝t，所E1以有＝1，选项B正确．E2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)，磁感觉强度B随时间流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向的是( )

t

变化的规律如图乙所示．以I)，则能正确表示线圈中电流

表示线圈中的感觉电I随时间t变化规律分析：0～1s内磁感觉强度均匀增大，依据楞次定律和法拉第电磁感觉定律可判断，感觉电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B错误；4～5s内磁感觉强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感觉电流，D错误．答案：C7．(多项选择)以下图，矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是L，电阻都是R，其余电阻不计，框架以速度v匀速平移，穿过磁感觉强度为B的匀强磁场，设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时ab边两头电压分别为1、2、3，则以下判断结果正确的选项是( )UUU1121A．U＝3BLvB．U＝2UC．U3＝0D．U1＝U2＝U3分析：当ab进入磁场时，I＝E2BLv11R＋RR22BLvR2＝3R，U2＝E－I·2＝3BLv.三边都进入磁场时，U3＝BLv.应选项A、B正确．答案：AB8．面积S为0.2m2、匝数n为100的圆形线圈，处在以下图所示的磁场内，磁感觉强度随时间t变化的规律B为0.02tT，R为3Ω，C为30μF，线圈电阻r为1Ω，求：经过R的电流大小和方向；电容器所带的电荷量．分析：(1)由楞次定律知，Φ变大，线圈的感觉电流方向为逆时针方向，因此经过电流方向为b→a，

R的感觉电动势

E＝n

Φ＝nS

B＝100×0.2×0.02

V＝t

t0．4V，0.4则感觉电流I＝R＋r＝3＋1A＝0.1A.(2)电容器两头电压C＝R＝IR＝0.1×3V＝0.3V，UU电容器所带的电荷量Q＝CU＝30×10－6×0.3C＝9×10－6C.9．以下图，两足够长的圆滑金属导轨竖直搁置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为、有效电阻为R的导体棒在距磁场上界限h处m静止开释．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流渐渐减小，最后稳固为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触优秀，且一直保持水平，不计导轨的电阻．求：磁感觉强度的大小B；电流稳固后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值Im.分析：(1)电流稳固后，导体棒做匀速运动：BIL＝mg，①mg解得：B＝IL.②感觉电动势E＝BLv，③E感觉电流I＝R，④I2R由②③④解得：v＝mg.(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12＝，2mvmgh感觉电动势的最大值m＝m，EBLv感觉电流的最大值mIm＝E，Rmg2gh解得：Im＝IR.10．如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角搁置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R＝3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止开释，杆下滑过程中一直与导轨垂直并保持优秀接触，杆下滑过程中的vt图象如图乙所示．(g取10m/s2)求：图甲图乙磁感觉强度B；杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量．分析：(1)由图乙得a＝v＝0.5m/s2＝5m/s2t0.10．1s前，由牛顿第二定律有sinθ－＝mamgf代入数据得f＝0.1N0．1s后匀速运动，有mgsinθ－f－FA＝0BLvB2L2v而FA＝BIL＝BR＋rL＝R＋r.（mgsin

θ－f）（R＋r）由①②得

B＝

L2v0.6－0.1）×（3＋1）＝12×0.5T＝2T.Blv2×1×0.5(2)I＝R＋r＝3＋1A＝0.25A223QR＝IRt＝0.25×3×0.1J＝160J.11．匀强磁场的磁感觉强度＝0.2T，磁场宽度l＝3m，一正方形金属框边长＝′Badl＝1m，每边的电阻r＝0.2Ω，金属框以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面一直保持与磁感线方向垂直，以以下图所示．求：(1)画出金属框穿过磁场地区的过程中，金属框内感觉电流的I－t图线；(2)画出

ab两头电压的

U－t

图线．分析：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，以以下图所示．EBl′v在第一阶段，有I1＝r＋3r＝4r＝2.5A.感觉电流方向沿逆时针方向，连续时间为：t1＝l′1v＝10