高中物理 第1章 法拉第電磁感應定律的應用習題課 教科版選修32.doc

習題課法拉第電磁感應定律的應用一、基礎練1當穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時，下列說法中正確的是()a線圈中一定有感應電流b線圈中一定有感應電動勢c感應電動勢的大小跟磁通量的變化成正比d感應電動勢的大小跟線圈的電阻有關答案b解析穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時才會產(chǎn)生感應電流，感應電動勢與電路是否閉合無關，且感應電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比2一根直導線長0.1 m，在磁感應強度為0.1 t的勻強磁場中以10 m/s的速度勻速運動，則導線中產(chǎn)生的感應電動勢的說法錯誤的是()a一定為0.1 v b可能為零c可能為0.01 v d最大值為0.1 v答案a解析當公式eblv中b、l、v互相垂直而導體切割磁感線運動時感應電動勢最大：emblv0.10.110 v0.1 v，考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關系，b、c、d正確，a錯3無線電力傳輸目前取得重大突破，在日本展出了一種非接觸式電源供應系統(tǒng)這種系統(tǒng)基于電磁感應原理可無線傳輸電力兩個感應線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖1所示下列說法正確的是()圖1a若a線圈中輸入電流，b線圈中就會產(chǎn)生感應電動勢b只有a線圈中輸入變化的電流，b線圈中才會產(chǎn)生感應電動勢ca中電流越大，b中感應電動勢越大da中電流變化越快，b中感應電動勢越大答案bd解析根據(jù)產(chǎn)生感應電動勢的條件，只有處于變化的磁場中，b線圈才能產(chǎn)生感應電動勢，a錯，b對；根據(jù)法拉第電磁感應定律，感應電動勢的大小取決于磁通量變化率，所以c錯，d對4閉合回路的磁通量隨時間t的變化圖象分別如圖2所示，關于回路中產(chǎn)生的感應電動勢的下列論述，其中正確的是()圖2a圖甲回路中感應電動勢恒定不變b圖乙回路中感應電動勢恒定不變c圖丙回路中0t1時間內(nèi)感應電動勢小于t1t2時間內(nèi)感應電動勢d圖丁回路中感應電動勢先變大后變小答案b解析因e，則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中0，即電動勢e為0；圖乙中恒量，即電動勢e為一恒定值；圖丙中e前e后；圖丁中圖象斜率先減后增，即回路中感應電動勢先減后增，故只有b選項正確5如圖3所示，pqrs為一正方形導線框，它以恒定速度向右進入以mn為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直線框平面向里，mn線與線框的邊成45角，e、f分別是ps和pq的中點關于線框中的感應電流，正確的說法是()圖3a當e點經(jīng)過邊界mn時，線框中感應電流最大b當p點經(jīng)過邊界mn時，線框中感應電流最大c當f點經(jīng)過邊界mn時，線框中感應電流最大d當q點經(jīng)過邊界mn時，線框中感應電流最大答案b解析當p點經(jīng)過邊界mn時，切割磁感線的有效長度最大為sr，感應電流達到最大6如圖4(a)所示，一個電阻值為r，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻r1連接成閉合回路線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度b隨時間t變化的關系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0.導線的電阻不計圖4求0至t1時間內(nèi)，(1)通過電阻r1上的電流大?。?2)通過電阻r1上的電荷量q及電阻r1上產(chǎn)生的熱量答案(1)(2)解析(1)由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi).由法拉第電磁感應定律有enns，而sr.由閉合電路歐姆定律有i1.聯(lián)立以上各式得，通過電阻r1上的電流大小i1.(2)通過電阻r1上的電量：qi1t1電阻r1上產(chǎn)生的熱量：qir1t1二、提升練7如圖5所示，a、b兩閉合線圈為同樣導線繞成，a有10匝，b有20匝，兩圓線圈半徑之比為21.均勻磁場只分布在b線圈內(nèi)當磁場隨時間均勻減弱時()圖5aa中無感應電流ba、b中均有恒定的感應電流ca、b中感應電動勢之比為21da、b中感應電流之比為12答案bd解析只要穿過線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應電動勢和感應電流，因為磁場變化情況相同，有效面積也相同，所以，每匝線圈產(chǎn)生的感應電動勢相同，又由于兩線圈的匝數(shù)和半徑不同，電阻值不同，根據(jù)歐姆定律，單匝線圈電阻之比為21，所以，感應電流之比為12.因此正確的答案是b、d.8在勻強磁場中，有一個接有電容器的導線回路，如圖6所示，已知電容c30 f，回路的長和寬分別為l15 cm，l28 cm，磁場變化率為5102 t/s，則()圖6a電容器帶電荷量為2109 cb電容器帶電荷量為4109 cc電容器帶電荷量為6109 cd電容器帶電荷量為8109 c答案c解析回路中感應電動勢等于電容器兩板間的電壓，uel1l251020.050.08 v2104 v電容器的電荷量為qcuce301062104 c6109 c，c選項正確9單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖7所示，則od過程中()圖7a線圈中o時刻感應電動勢最大b線圈中d時刻感應電動勢為零c線圈中d時刻感應電動勢最大d線圈中o至d時間內(nèi)平均感應電動勢為0.4 v答案abd解析由法拉第電磁感應定律知，線圈中o至d時間內(nèi)的平均感應電動勢e v0.4 v由感應電動勢的物理意義知，感應電動勢的大小與磁通量的大小和磁通量的改變量均無必然聯(lián)系，僅由磁通量的變化率決定，而任何時刻磁通量的變化率就是t圖象上該時刻切線的斜率不難看出，o點處切線斜率最大，d點處切線斜率最小為零，故a、b、d選項正確10用相同導線繞制的邊長為l或2l的四個閉合導體線框，以相同的速度勻速進入右側勻強磁場，如圖8所示在每個線框進入磁場的過程中，m、n兩點間的電壓分別為ua、ub、uc和ud.下列判斷正確的是()圖8auaubucud buaubuduccuaubucud dubuauduc答案b解析每個線框進入磁場的過程中，僅有mn邊做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢，其余三條邊是外部電路，m、n兩點間的電壓大小不等于mn邊上電動勢，應等于外部電路上的電壓即路端電壓設長度為l導線電阻為r，邊長為l的導線切割磁場產(chǎn)生感應電動勢為e，邊長為2l的導線切割磁場產(chǎn)生感應電動勢為2e，則ua3re，ub5re，uc6r，ud4re，所以uaubuduc，選項b正確11如圖9甲所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積s20 cm2，電阻r1.5 ，與螺線管串聯(lián)的外電阻r13.5 ，r225 .方向向右穿過螺線管的勻強磁場的磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化，試計算電阻r2的電功率圖9答案1.0 w解析穿過螺線管磁通量均勻增加，螺線管上產(chǎn)生感應電動勢把螺線管視為電源，由閉合電路歐姆定律可求出通過螺線管回路電流，從而求出r2消耗電功率及a、b兩點電勢螺線管中磁感應強度b均勻增加，其變化率2 t/s.由法拉第電磁感應定律，螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢enns1 5002010426.0 v通過螺線管回路的電流i0.2 a電阻r2上消耗的功率p2i2r2(0.2)2251.0 w12如圖10所示，導線全部為裸導線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強磁場，磁感應強度為b，一根長度大于2r的導線mn以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左向右勻速滑動，電路的固定電阻為r.其余電阻忽略不計試求mn從圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻r上的電流強度的平均值及通過的電荷量圖10答案解析由于bsbr2，完成這一變化所用的