高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 4 法拉第電磁感應(yīng)定律分層訓(xùn)練 新人教版選修32

1、6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3

2、3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 54 4法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律a 級(jí)抓基礎(chǔ)1穿過一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量始終為每秒均勻增加 2 wb，則()a線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒增加 2 vb線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減少 2 vc線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢始終為 2 vd線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢始終為一個(gè)確定值，但由于線圈有電阻，電動(dòng)勢小于 2 v解析：由ent知：t恒定，n1，所以e2 v.答案：c2下列說法中正確的是()a導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流b導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)

3、動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流c閉合電路在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流d穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，電路中一定有感應(yīng)電流解析：只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，若電路閉合則有感應(yīng)電流，故 d 正確；由于線圈是否閉合并不確定，故 a、b 錯(cuò)誤；閉合電路在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果穿過電路的磁通量不發(fā)生變化，就不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，也就不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故 c 錯(cuò)答案：d3如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿mn在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為e1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為 2b，其他條件不變，mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

4、勢變?yōu)閑2.則通過電阻r的電流方向及e1與e2之比e1e2分別為()aca，21bac，21cac，12dca，12解析：由右手定則判斷可知，mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閚m，則通過電阻r的電流6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3

5、1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5方向?yàn)閍c.mn產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式為eblv，其他條件不變，e與b成正比，則得e1e212.答案：c4(多選)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則od過程中()a線圈在o時(shí)刻感

6、應(yīng)電動(dòng)勢最大b線圈在d時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零c線圈在d時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大d線圈在o至d時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為 0.4 v解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈從o至d時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢et21030.012v0.4 v.由感應(yīng)電動(dòng)勢的物理意義知， 感應(yīng)電動(dòng)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t決定， 而任何時(shí)刻磁通量的變化率t就是-t圖象上該時(shí)刻切線的斜率，不難看出o點(diǎn)處切線斜率最大，d點(diǎn)處切線斜率最小，為零，故a、b、d 選項(xiàng)正確答案：abd5一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂直先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在 1 s 時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩

7、倍接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在 1 s 時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的比值為()a.12b1c2d4解析：設(shè)原磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，線框面積為s，第一次在 1 s 內(nèi)將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的兩倍，即變?yōu)?2b，感應(yīng)電動(dòng)勢為e1bst（2bb）stbst；第二次在 1 s 內(nèi)將線框面積均勻的減小到原來的一半，即變?yōu)?2s，感應(yīng)電動(dòng)勢大小為e22bst2bs12stbst，6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5

8、1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5所以有e1e2

9、1，選項(xiàng) b 正確答案：bb 級(jí)提能力6 一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)， 磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示 以i表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?， 則能正確表示線圈中電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()解析：01 s 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可判定，感應(yīng)電流為逆時(shí)針(為負(fù)值)、大小為定值，a、b 錯(cuò)誤；4 5 s 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，穿過線圈abcd的磁通量不變化，無感應(yīng)電流，d 錯(cuò)誤答案：c7(多選)如圖所示，矩形金屬框架三個(gè)豎直邊ab、cd、ef的長都是l，電阻都是r，

10、其余電阻不計(jì)，框架以速度v勻速平移，穿過磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，設(shè)ab、cd、ef三條邊先后進(jìn)入磁場時(shí)ab邊兩端電壓分別為u1、u2、u3，則下列判斷結(jié)果正確的是()au113blvbu22u1cu30du1u2u3解析：當(dāng)ab進(jìn)入磁場時(shí)，ierr22blv3r，則u1eir13blv.當(dāng)cd也進(jìn)入磁場時(shí)，i2blv3r，u2eir223blv.三邊都進(jìn)入磁場時(shí)，u3blv.故選項(xiàng) a、b 正確答案：ab8面積s為 0.2 m2、匝數(shù)n為 100 的圓形線圈，處在下圖所示的磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律b為 0.02tt，r為 3 ，c為 30 f，線圈電阻r為 1 ，求：6 e d

11、b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4

12、4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5(1)通過r的電流大小和方向；(2)電容器所帶的電荷量解析：(1)由楞次定律知，變大，線圈的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，所以通過r的電流方向?yàn)閎a，感應(yīng)電動(dòng)勢entnsbt1000.20.02 v04 v，則感應(yīng)電流ierr0.431a0.1 a.(2)電容器兩端電壓ucurir0.13 v0.3 v，電容器所帶的電荷量qcuc301060.3 c9106c.9如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為l，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁

13、場與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為i.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小b；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值im.解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)：bilmg，解得：bmgil.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢eblv，感應(yīng)電流ier，6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5

14、1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5由解得：vi2

15、rmg.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大，設(shè)為vm.機(jī)械能守恒12mv2mmgh，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值emblvm，感應(yīng)電流的最大值imemr，解得：immg2ghir.10如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成 37夾角放置，導(dǎo)軌間距為l1 m，上端接有電阻r3 ，虛線oo下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)將質(zhì)量m0.1 kg、電阻r1 的金屬桿ab從oo上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，桿下滑過程中的vt圖象如圖乙所示(g取 10 m/s2)求：圖甲圖乙(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度b；(2)桿在磁場中下滑 0.1 s 過程中電阻r產(chǎn)生的熱量解析：(1)

16、由圖乙得avt0.50.1m/s25 m/s201 s 前，由牛頓第二定律有mgsinfma代入數(shù)據(jù)得f0.1 n01 s 后勻速運(yùn)動(dòng)，有mgsinffa0而fabilbblvrrlb2l2vrr.由得b（mgsinf） （rr）l2v（0.60.1）（31）120.5t2 t.(2)iblvrr210.531a0.25 a6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c

17、 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5qri2rt0.25230.1 j3160j.11勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.2 t，磁場寬度l3 m，一正方

18、形金屬框邊長adl1 m，每邊的電阻r0.2 ，金屬框以v10 m/s 的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如下圖所示求：(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的it圖線；(2)畫出ab兩端電壓的ut圖線解析：線框的運(yùn)動(dòng)過程分為三個(gè)階段：第一階段cd相當(dāng)于電源，ab為等效外電路；第二階段cd和ab相當(dāng)于開路時(shí)兩并聯(lián)的電源；第三階段ab相當(dāng)于電源，cd相當(dāng)于外電路，如下圖所示在第一階段，有i1er3rblv4r2.5 a.感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向，持續(xù)時(shí)間為：t1lv110s0.1 s.ab兩端的電壓為：u1i1r2.50.2 v0.5 v，在第二階段，有：i20，u2eblv2 v，t20.2 s.在第三階段，有i3e4r2.5 a.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向u3i33r1.5 v，t30.1 s.規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)?電流正方向，故it圖象和ab兩端的ut圖象分別如下圖所示6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5