高考物理冲刺：巩固练习-法拉第电磁感应定律

【巩固练习】

一、选择题

1、下列说法中正确的是（）

A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就一定越大

B.线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就一定越大

C.线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势就一定越大

D.线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势就越大

A.图甲回路中，感应电动势不断增大

B.图乙回路中，感应电动型恒定不变

C.图丙回路中，0~4时间内的感应电动势小于乙-2时间内的感应电动势

D.图丁回路中，感应电动势先变小，再变大

3、如图所示，两根相距为I的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,

导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直,其电阻也

为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨

所在平面（指向图中纸面内I对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀

速运动。令U表示MN两端电压的大小，则（）

A.U=^vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到db

B.U=\vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b4J**

2|XXxX

c.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到ddNC

D.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b

4、美国宇航局曾在航天飞机上做过悬绳发电实验.当时从航天飞机上将一根很

长的绝缘金属绳连着一个金属球，向指向地球球心方向释放，悬挂在航天飞机下

方.当时航天飞机正在赤道上空离地面几百公里高的电离层绕地球做匀速圆周运

动，绕行方向与地球自转方向相同.设地球自转角速度为g,航天飞机做圆周

运动的角速度为。。下列说法中正确的是（）

A.例）<刃，悬绳上端的电势高于下端的电势

B.g<口，悬绳上端的电势低于下端的电势

C.,悬绳上端的电势高于下端的电势

D.4>/，悬绳上端的电势低于下端的电势

5、如图中，闭合矩形线框abed位于磁感应强度为B的匀强磁中，ab边位于磁

1磁场垂直,ab边和be边分别用Li和L2,线框电阻为Ro

il匀速拉出磁场所用时间为内，则通过框导线截面的电量息）

A喏B.牛C.警D血也

6、如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之

-o磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环

内（3乂0势为J则及13两点间的电势差为（）

祖班

A・%B.%。,2%。.E

7、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L和L?分别串联一个带铁芯的

电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R,使L和L?发光的亮度

一样，此时流过两个灯泡的电流均为/,然后，断开S,若加寸刻再闭合S，则在

〃前后的一小段时间内，正确反映流过L.的电流/；,流过L?的电流「随时间，变

8、如图,矩形裸导线框abed的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上

均接有电阻R，其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合，左边的坐标x=0,

线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为Bo一质量为m、

电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边

接触良好。开始时导体棒静止于x=0处，从t=0时

刻起，导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,

从x=0处匀力口速运动至lJx=2L处。则导体棒MN从

x=0处运动到x=2L处的过程中通过电阻R的电量为（）

A88Z?4BI}

A.---D.---

,3R,3R

C2B?口2,一

•3R'R

9、如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h,

磁感应强度为B。有一宽度为b（b<hl长度为L、电阻为R、质量为m的矩

形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘由静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场

下边缘时，线圈恰好开始做匀速运动。设线圈进入磁场过程中

产生的热量为Qi,通过导体截面的电荷量为qi；线脚离开磁场XXXX

XXXX

过程中产生的热量为Q，通过导体截面的电荷量为q2,则（：B

2XXXX

A.QI=Q2XXXX

B.Qi<Q2

C.qi=q2

D.qi<q2

10、如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、

LB是两个相同的灯泡,下列说法正确的是（）芳、

A.S闭合后，LA、LB同时发光且亮度不变

B.S闭合后，LA立即发光，然后又逐渐熄灭

C.S断开的瞬间，LA、LB同时熄灭

D.S断开的瞬间，LA再次发光，然后又逐渐熄灭

二、填空题

L大金属环半径是小金属环的2倍，当穿过大环的磁通量变化率为包时，大

Ar

环中产生的感应电动势为E。当穿过小环的磁通量变化率也为四时，小环中产

△/

生的感应电动势为

、两闭合线圈为同样导线绕成且均为匝半径内有如图所示的

2AB10，rA=2rB,

右用空;力史的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中的感应电动势之比

,产生的感应电流之比IA：IB二

3、如图所示为日光灯的工作电路.

（1）开关S刚合上前启动器D的静触片和动触片是—（填接通的、断开的）.

又…,时，220V电压加在.使—灯发出红光.

^间，灯管两端电压—220V（填大于、等于、小于）.

Y—?光时，启动器D的静触片和动触片一（填接触、断开）.

s£1

220V

4、金属杆ABC处于磁感强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里，

如图所示.已知AB=BC=20cm,当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得

A、xXXxcx差是3.0V,则可知移动速度旷=—m/s,其中A、B两点间

的目；xrXxv.

xxxBxx

三、计算题

1、如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它

们的电阻可

忽略不计在M和P之间接有阻值为R=3.0Q的定值电阻，导体棒ab长=0.5m,

其电阻

为r=1.0Q,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，B=

0.4T。现使

ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。

(1)ab中的电流大?ab两点间的电压多大？

(2)维持ab做匀速运动的外力多大？

(3Ml------------------,外力做的功是多少？电路中产生的热量是多

[Br一

XXXX

PbQ

2、如图所示水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨，导轨左端由一个R=0.08Q

的电阻相连，轨距d=50cmo金属杆ab的质量m=0.1kg,电阻r=0.02Q,横

跨导轨。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1N

拉ab向右运动，求:

北时速度大小为多少？电路中消耗的电功率为多少？

F后，电阻R上还能产生的热量为多少？

3、如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行^属导轨间距I=0.50m,上端接

有阻值R二

0.80Q的定值电阻，导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度B=0.40T、方向

垂直于金属导

轨平面向夕脚)有界匀强磁场中，磁场的上边界如图中虚线痛，虚线下方的磁场范

围足够大。

一根质量m=4.0xl0-2kg,电阻r=0.20Q的金属杆MN,从S巨

磁场上边界

h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下

落过程

中统与两导触朝,财力口簸g=10m/S2,不计

空气阻力。

(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小；

(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小；

(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动，

则金属杆在匀速下落过程中其所受重力对它做功的功率为多大？

4、如下图所示,导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁

场，磁感应为B、一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左

端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R,其余电阻忽略不计，试求：

(DMN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过

左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流强度的最

R

【答案与解析】

一、选择题

1、D

解析：法拉第电磁感应定律E=〃包,说的是感应电动势与叵数成正比，与磁通

A“

量的变化率成正比，磁通量的变化率指的是变化的快慢,故选D。

2、BD

解析：图甲回路中，磁通量不变，不能产生感应电动势，A错；图乙回路中，磁

通量的变化率恒定，产生的感应电动势恒定不变，B对；图丙回路中，0〜乙时

间内的斜率大于。时间内的斜率，即0〜4时间内磁通量的变化率大于4

时间内的,则Of时间内的感应电动势大于％~4时间内的感应电动势，C错；

图丁回路中，斜率先变小后变大，即感应电动势先变小，再变大，D对。故选

BD。

3、B

解析：导体棒切割磁感线，由右手定则，电流方向由N指向M,流过固定电阻

R的感应电流由b到5导体棒中的感应电动势为£=85,感应电流的大小

,EBLv

~R+R~^R'

MN两端电压17=/R=与乂R=.（两电阻相等，各自的电压都等于电动势

的一半）

故B对。

4、A

解析：地球自转周期是24h,航天飞机的周期小于24h,因此倜〈环赤道上空

的地磁场方向是水平向北的，航天飞机从西向东飞行，由右手定则可知，感应电

动势方向向上/因此上端电势高。

5、B

解析：根据通过框导线截面的电量g=〃4

R

磁通量的变化量为反，2,所以选B。

6、C

解析：设粗环电阻为R,粗环是内电路，细环电阻为2R，细环是外电路，总电

阻为3R,感应电动势为E,感应电流为1,Uab=I-2R=^--2R=^E,故选项C

3R3

正确。

7、B

解析：由于小灯泡Li与电感线圈串联,断开S后再闭合，流过Li的电流从无到

有（即增大），电感线圈对电流有阻碍作用，所以流过灯泡Li的电流从0开始

逐渐增大，最终达到I.故A错误，B正确.由于小灯泡L2与滑动变阻器串联，

断开s后再闭合，立即有电流通过L2,当L1电流逐渐增大时，流过L2的电流逐

渐减小，最终减到I.故C、D错误.故选B.

8、C

解析：任一时刻,导体棒中的感应电动势为E=BLv,_

感应电流为/=异=等，因为棒做匀加速运动，所以7=等。

-»+R3R一“23R

vt=2L,此过程中通过导体棒的电量为夕=〃=笔公萼，

3R3R

两电阻并联，所以通过每一电阻的电量为?=萼。故C对。

23/?

9、BC

--F

解析：线框进入或离开磁场的过程中，通过导体截面的电量为夕=，&，而/=£，

后=学，则仁弊；因为进入或离开时，相同，所以b<h,线框

在磁场中有一段加速过程，线框离开磁场时的速度大于进入时的速度，离开时所

受安培力较大。克服安培力做功较多，产生的焦耳热较多，所以Q<(?2。故选

BCe

10、BD

解析：线圈对变化的电流有阻碍作用，通电时阻碍电流变大，所以闭合时亮度相

同，但电流稳定后使LA被短路，断开电路时，线圈阻碍电流变小，使LA再次发

光，然后又逐渐熄灭。

二、填空题

1、E

解析：根据法拉第电磁感应定律七=〃包，匝数都为1,分别穿过大环、小环的

磁通量变化率都为缎，相等,所以产生的感应电动势相等，也为E。

Ar

2、1:1,1:2

解析：两闭合线圈磁场穿过的面积相等，磁通量的变化率相等，匝数相等，故A、

B环中的感应电动势相等。设B线圈每匝电阻为R,则A线圈每匝电阻为2R,

产生的感应电流4=与E4=1

107?10x2/?'IB2

3、Q)断开，(2)D、M,(3)大于,(4)断开

4、lOOm/s,2V

解析：AC两点间切割磁感线的等效长度为30cm,UAC=EAC=BLACV

F3

金属杆移动速度v=——=m/s=\00m/s

BLAC0.1X03

A、B两点间的电势差UAB=EAB=BLABV=0.1X0.2X100V=2.0V.

三、计算题

、

1(1)0.5A;1.5V;(2)0.1N;(3)0.1J,0.1Jo

解析：(1)感应电动势E=,

感应电流/=*=照0.4x0.5x10

A=0.5A

3.0+1.0

ab两点间的电压Uah=IR=0.5x3.0V=1.5V

(2)ab做匀速运动，外力等于安培力F=FA=BIL=0.4X0.5X0.5/V=0.IN

(3)外力做功％=FS=0.1x1/=0.1J

电路中产生的热量等于安培力做的功，。=W%=%=0.1J.(当然也可以焦耳定

律计算)

2、(1)lm/s,0.1W;(2)0.04J.

解析：(1)感应电动势后=双口，电流/=二，安培力FA=BIL，联立解得

22R+r22

安培力相=用,匀速运动拉力等于安培力FA=怜=F

R十，-A十r

解得速度八*二喘群

电路中消耗的电功率等于安培力的功率，等于拉力的功率

P=PA=FV=0.1XIW=0.W.

(2)突然撤消外力F时，电路的总能量为金属杆的动能，到最后停下来，动能

全部转化为内能，。总二gm/,电阻R上产生的热量与ab的电阻按比例分配，

2

所以电阻R上还能产生的热量QR=-^-Q,=—^―xlx0.1xlJ=0.04J.

R+r总0.08+0.022

3、(1)0.40A(2