2024-2025学年高中物理课时分层作业13法拉第电磁感应定律含解析新人教版选修1-1

PAGE5-课时分层作业(十三)法拉第电磁感应定律(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]1．(6分)下列几种说法中正确的是()A．线圈中磁通量的改变量越大，线圈中产生的感应电动势肯定越大B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势肯定越大C．线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势肯定越大D．线圈中磁通量改变越快，线圈中产生的感应电动势越大D[依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量无关，与磁通量的改变量无关，与线圈的匝数和磁通量的改变率成正比，因此，选项A、B都是错误的；感应电动势的大小与磁场的强弱也无关，所以，选项C错误；线圈中磁通量改变越快意味着线圈中磁通量的改变率越大，依据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的改变率成正比，改变率越大，线圈中产生的感应电动势越大，故选项D正确．]2．(6分)如图所示，条形磁铁位于线圈的轴线上．下列过程中，能使线圈中产生最大感应电动势的是()A．条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈B．条形磁铁沿轴线快速插入线圈C．条形磁铁在线圈中保持相对静止D．条形磁铁沿轴线从线圈中缓慢拔出B[感应电动势与磁通量的改变率成正比，磁通量改变越快，感应电动势越大，B项正确．]3．(6分)穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟匀称削减2Wb，则()A．线圈中感应电动势每秒增大2VB．线圈中感应电动势每秒减小2VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势大小保持2V不变D[依据法拉第的电磁感应定律，磁通量匀称地改变，产生恒定的电动势，E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝2V．]4．(6分)A、B两个单匝闭合线圈，穿过A线圈的磁通量由0增加到3×103Wb，穿过B线圈的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb.则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是()A．EA＞EB B．EA＝EBC．EA＜EB D．无法确定D[依据法拉第电磁感应定律知，感应电动势E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，尽管A、B两线圈的匝数相同，磁通量改变ΔΦA＞ΔΦB，但是由于改变所用时间未知，故无法比较它们的感应电动势的大小关系．]5．(6分)如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为()A．eq\f(Bπd2,4R)B.eq\f(2πBd,R)C．eq\f(Bd2,R)D．eq\f(Bd2,πR)A[eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)，故q＝eq\o(I,\s\up6(－))t＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R)·Δt＝n·eq\f(Bπ\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))\s\up12(2),R)＝eq\f(Bπd2,4R).]6．(6分)如图所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是()A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，不论穿出时速度多大，感应电流总是不变的A[线圈进入和穿出磁场的过程中，线圈内的磁通量发生了改变，运动速度越大，eq\f(ΔΦ,Δt)越大，电流越大，故选项A对，D错；而B、C选项中磁通量不变，无论线圈怎样运动，都不会产生感应电流．]7．(6分)一个闭合线圈放在改变的磁场中，线圈产生的感应电动势为E.若仅将磁通量的改变率增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为()A．4EB．2EC．ED．eq\f(E,2)A[由于E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，磁通量改变率增加为原来的4倍，则感应电动势也会变为原来的4倍，则选项A正确．]8．(8分)一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量由0.04Wb匀称地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多少？[解析]依据法拉第电磁感应定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝10×eq\f(0.04,0.01)V＝40V.[答案]40V[实力提升练]9．(6分)(多选)如图所示，放在只有右边有边界的匀强磁场内的矩形线圈，其转动轴OO′恰好在磁场边界上．若要线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是()A．线圈绕OO′轴转动B．线圈绕ab边转动C．线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场D．线圈向上平移AB[在线圈绕OO′轴转动和线圈绕ab边转动时，穿过线圈的磁通量都发生改变，产生感应电流，所以选项A、B都正确．线圈绕ac边转动但不让bd边进入磁场，穿过线圈的磁通量不发生改变，线圈向上平移，磁通量也不改变，所以选项C、D错误．]10．(6分)(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间改变规律如图所示，则()A．线圈中O时刻的感应电动势最大B．线圈中D时刻的感应电动势为零C．线圈中D时刻的感应电动势最大D．线圈中O至D时刻内平均感应电动势为0.4VAB[依据法拉第电磁感应定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，因为O时刻和D时刻的感应电动势均为瞬时值，而依据E＝eq\f(ΔΦ,Δt)来求的一般为平均值，由数学学问可知，当Δt→0时，E就为瞬时值，而在图线Φ­t中反映瞬时值的是曲线上该点的斜率．由图可以看出，O时刻和t＝0.01s时曲线的斜率最大，则感应电动势最大；而D时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零．故A、B正确，C错误．O时刻Φ1＝0，D时刻Φ2＝4×10－3Wb，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝4×10－3Wb，经验的时间Δt＝0.005s，所以平均感应电动势E＝eq\f(4×10－3,0.005)V＝0.8V，故D错误．]11．(6分)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匀称地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A．eq\f(Ba2,2Δt)B．eq\f(nBa2,2Δt)C．eq\f(nBa2,Δt)D．eq\f(2nBa2,Δt)B[依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．]12．(6分)(多选)如图所示画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的改变规律，以下哪些相识是正确的()A．第0.6s末线圈中的感应电动势为4VB．第0.9s末线圈中的瞬时电动势比0.2s末的大C．第0.1s末线圈的瞬时电动势为零D．第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相同AB[题图给出了磁通量的改变图象，由法拉第电磁感应定律计算：第0.6s末线圈中的感应电动势为eq\f(8－6,0.5)V＝4V，A正确．第0.9s末线圈中的瞬时电动势为30V，第0.2s末的瞬时电动势为eq\f(80,3)V，B正确．第0.1s末线圈的瞬时电动势不为零，C错误．第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相反，D错误．]13．(12分)穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间改变的Φ­t图象如图所示，由图知0～5s线圈中感应电动势大小为________V，5～10s线圈中感应电动势大小为__________V，10～15s线圈中感应电动势大小为________V.[解析]由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，可得0～5s线圈中感应电动势大小E1＝eq\f(5,5)V＝1V；5～10s线圈中感应电动势大小E2＝eq\f(5－5,5)V＝0V；10～15s线圈中感应电动势E3＝eq\f(－5－5,5)V＝－2V，其大小为2V.[答案]10214．(14分)如图所示，矩形线圈由100匝组成，ab边长L1＝0.40m，ad边长L2＝0.20m，在B＝0.10T的匀强磁场中，以两短边中点的连线为轴转动，转速n＝50r/s.求：线圈从图所示的