重難強化訓練1　法拉第電磁感應定律的應用

1、.重難強化訓練一法拉第電磁感應定律的應用時間：60分鐘分值：100分一、選擇題此題共10個小題，每題6分，共60分.16題為單項選擇題，710題為多項選擇題1穿過某線圈的磁通量隨時間變化的曲線如圖11所示，在以下時間段內(nèi)，線圈中感應電動勢最小的是圖11A02 sB24 sC45 s D510 sD由公式En，結(jié)合圖像可知：02 s內(nèi)，E2.5 V；25 s內(nèi)，E5 V；510 s內(nèi)，E1 V，感應電動勢最小2如圖12所示，將一個閉合金屬圓環(huán)從有界磁場中勻速拉出，第一次速度為v，通過金屬圓環(huán)某一截面的電荷量為q1，第二次速度為2v，通過金屬圓環(huán)某一截面的電荷量為q2，那么 圖12Aq1q212

2、Bq1q214Cq1q211 Dq1q221C由q·t·t得q，S為圓環(huán)面積，故q1q2.3如圖13所示，導體棒AB的長為2R，繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動，OB長為R，且O、B、A三點在一條直線上，有一磁感應強度為B的勻強磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差大小為 【導學號：24622019】圖13A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2CA點線速度vA·3R，B點線速度vBR，AB棒切割磁感線的平均速度2R，由EBLv得，AB兩端的電勢差大小為EB·2R·4BR2，C正確4如圖14所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁

3、感應強度為B的勻強磁場中用力握中間成“8字形金屬圓環(huán)未發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并使上、下兩圓環(huán)半徑相等假如環(huán)的電阻為R，那么此過程中流過環(huán)的電荷量為圖14A. B.C0 D.B流過環(huán)的電荷量只與磁通量的變化量和環(huán)的電阻有關，與時間等其他量無關，Br22·BBr2，因此，電荷量為q.5.如圖15所示，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán)，導線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應強度以BB0ktk0隨時間變化，t0時，P、Q兩板電勢相等，兩板間的間隔 遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t，電容器P板圖15A不帶電B所帶電荷量與t成正比C電荷量是D電荷量是D磁感應強度以BB

4、0ktk0隨時間變化，由法拉第電磁感應定律得：ESkS，而S，經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量QEC，故D選項正確6如圖16所示，用粗細均勻，電阻率也一樣的導線繞制的直角邊長為l或2l的四個閉合導體線框a、b、c、d，以一樣的速度勻速進入右側(cè)勻強磁場，在每個線框剛進入磁場時，M、N兩點間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.以下判斷正確的選項是 圖16AUa<Ub<Uc<Ud BUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UcUd DUb<Ua<Ud<UcB此題考察電磁感應問題，意在考察考生的綜合分析才能由電阻定律，各個線框的電阻分別為Ra、Rb、R

5、c、Rd，設線框剛進入磁場時的速度為v，各線框MN邊有效切割長度分別為l、l、2l、2l，各線框MN邊的內(nèi)阻分別為ra、rb、rc、rd，那么各邊產(chǎn)生的感應電動勢分別為EaBlv、EbBlv、Ec2Blv、Ed2Blv，由閉合電路歐姆定律知，各線框中的感應電流分別為Ia、Ib、Ic、Id，M、N兩點間的電壓分別為UaEaIara、UbEbIbrb、UcEcIcrc、UdEdIdrd，分別代入數(shù)據(jù)，可知Ua<Ub<Ud<Uc，應選項B正確7如圖17所示，a、b是用同種規(guī)格的鋼絲做成的兩個同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為23，其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場當該勻強磁場的

6、磁感應強度均勻增大時，那么 圖17Aa、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應電動勢大小之比為11Ba、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應電動勢大小之比為49Ca、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應電流大小之比為23Da、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應電流大小之比為32AD由法拉第電磁感應定律得：EnnSnR2，n一樣，那么EaEbRR11，故A正確，B錯誤；根據(jù)電阻定律，圓環(huán)的電阻為r，由于圓環(huán)中感應電流I，以上綜合可得：IaIb32，故C錯誤，D正確8如圖18所示是測量通電螺線管內(nèi)部磁感應強度的一種裝置：把一個很小的測量線圈放在待測處測量線圈平面與螺線管軸線垂直，將線圈與可以測量電荷量的沖擊電流計G串聯(lián)，當將雙刀雙擲開關K由位置1撥到位置2時，測得通過測量線圈

7、的電荷量為q.測量線圈的匝數(shù)為N，橫截面積為S，測量線圈和G串聯(lián)回路的總電阻為R.以下判斷正確的選項是 圖18A在此過程中，穿過測量線圈的磁通量的變化量qRB在此過程中，穿過測量線圈的磁通量的變化量C待測處的磁感應強度的大小為BD待測處的磁感應強度的大小為BBD由EN，EIR，qIt，得q，得，B正確；2BS，得B，D正確9如圖19甲所示，線圈的匝數(shù)n100匝，橫截面積S50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁場的磁感應強度隨時間做如圖19乙所示規(guī)律變化，那么在開場的0.1 s內(nèi) 甲乙圖19A磁通量的變化量為0.25 WbB磁通量的變化率為2.5×1

8、02 Wb/sCa、b間電壓為0D在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數(shù)為0.25 ABD通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關，假設設2B2S為正，那么線圈中磁通量的變化量為B2SB1S，代入數(shù)據(jù)得0.10.4×50×104 Wb2.5×103 Wb，A項錯誤；磁通量的變化率 Wb/s2.5×102 Wb/s，B項正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，當a、b連續(xù)開時，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應電動勢，感應電動勢大小為En2.5 V且恒定，C項錯誤；在a、b間接一個理想電流表時相當于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應電流大小I A0.

9、25 A，D項正確10如圖20所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與程度面成角，M、P兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其他部分電阻不計整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下t0時對金屬棒施一平行于導軌的外力F，金屬棒由靜止開場沿導軌向上做勻加速直線運動以下關于穿過回路abPMa的磁通量變化量、磁通量的瞬時變化率、通過金屬棒的電荷量q隨時間t變化以及a、b兩端的電勢差U隨時間t變化的圖像中，正確的選項是 【導學號：24622019】圖20A BCDBD設加速度為a，運動的位移xat2，磁通量變化量BLxBLat2，t2，A項錯誤；B圖表

10、示的瞬時感應電動勢，故EBLat，故t，B項正確；Ut，Ut，D項正確；電荷量q，因為t2，所以qt2，C項錯誤二、非選擇題此題共2小題，共40分1120分小明同學設計了一個“電磁天平，如圖21甲所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的程度邊長L0.1 m，豎直邊長H0.3 m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應強度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量重力加速度g取10 m/s2甲乙圖211為使電磁天平的量程到達最大為0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至

11、少為多少？2進一步探究電磁感應現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀一樣的線圈，總電阻R10 ，不接外電流，兩臂平衡如圖21乙所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應強度的變化率.【解析】1題中“電磁天平中的線圈受到安培力FN1B0IL由天平平衡可知：mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)解得：N125匝2由電磁感應定律得：EN2N2Ld由歐姆定律得：I線圈受到的安培力FN2B0IL由天平平衡可得：mgNB0·代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s.【答案】125匝20.1 T/s122

12、0分如圖22所示，足夠長的固定平行粗糙金屬雙軌MN、PQ相距d0.5 m，導軌平面與程度面夾角30°，處于方向垂直導軌平面向上、磁感應強度大小B0.5 T的勻強磁場中長也為d的金屬棒ab垂直于導軌MN、PQ放置，且始終與導軌接觸良好，棒的質(zhì)量m0.1 kg，電阻R0.1 ，與導軌之間的動摩擦因數(shù)，導軌上端連接電路如下圖電阻R1與燈泡電阻R2的阻值均為0.2 ，導軌電阻不計，重力加速度g取10 m/s2.圖221求棒由靜止剛釋放瞬間下滑的加速度大小a；2假假設棒由靜止釋放并向下加速運動一段間隔 后，燈L的發(fā)光亮度穩(wěn)定，求此時燈L的實際功率P和棒的速率v. 【導學號：24622019】【解析】1棒由靜止剛釋放的瞬間速度為零