高考物理沖刺：鞏固練習-法拉第電磁感應定律

【鞏固練習】

一、選擇題

1、下列說法中正確的是（）

A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢就一定越大

B.線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢就一定越大

C.線圈處在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢就一定越大

D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢就越大

A.圖甲回路中，感應電動勢不斷增大

B.圖乙回路中，感應電動型恒定不變

C.圖丙回路中，0~4時間內(nèi)的感應電動勢小于乙-2時間內(nèi)的感應電動勢

D.圖丁回路中，感應電動勢先變小，再變大

3、如圖所示，兩根相距為I的平行直導軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,

導軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直,其電阻也

為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌

所在平面（指向圖中紙面內(nèi)I對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻

速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則（）

A.U=^vBl,流過固定電阻R的感應電流由b到db

B.U=\vBl,流過固定電阻R的感應電流由d到b4J**

2|XXxX

c.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由b到ddNC

D.U=vBl,流過固定電阻R的感應電流由d到b

4、美國宇航局曾在航天飛機上做過懸繩發(fā)電實驗.當時從航天飛機上將一根很

長的絕緣金屬繩連著一個金屬球，向指向地球球心方向釋放，懸掛在航天飛機下

方.當時航天飛機正在赤道上空離地面幾百公里高的電離層繞地球做勻速圓周運

動，繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同.設地球自轉(zhuǎn)角速度為g,航天飛機做圓周

運動的角速度為。。下列說法中正確的是（）

A.例）<刃，懸繩上端的電勢高于下端的電勢

B.g<口，懸繩上端的電勢低于下端的電勢

C.,懸繩上端的電勢高于下端的電勢

D.4>/，懸繩上端的電勢低于下端的電勢

5、如圖中，閉合矩形線框abed位于磁感應強度為B的勻強磁中，ab邊位于磁

1磁場垂直,ab邊和be邊分別用Li和L2,線框電阻為Ro

il勻速拉出磁場所用時間為內(nèi)，則通過框?qū)Ь€截面的電量息）

A喏B.牛C.警D血也

6、如圖所示，兩個互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻為細金屬環(huán)電阻的二分之

-o磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域。當磁感應強度隨時間均勻變化時，在粗環(huán)

內(nèi)（3乂0勢為J則及13兩點間的電勢差為（）

祖班

A?%B.%。,2%。.E

7、在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L和L?分別串聯(lián)一個帶鐵芯的

電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關S后，調(diào)整R,使L和L?發(fā)光的亮度

一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為/,然后，斷開S,若加寸刻再閉合S，則在

〃前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過L.的電流/；,流過L?的電流「隨時間，變

8、如圖,矩形裸導線框abed的長邊長度為2L,短邊的長度為L,在兩短邊上

均接有電阻R，其余部分電阻不計。導線框一長邊與x軸重合，左邊的坐標x=0,

線框內(nèi)有一垂直于線框平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為Bo一質(zhì)量為m、

電阻也為R的光滑導體棒MN與短邊平行且與長邊

接觸良好。開始時導體棒靜止于x=0處，從t=0時

刻起，導體棒MN在沿x軸正方向的一拉力作用下,

從x=0處勻力口速運動至lJx=2L處。則導體棒MN從

x=0處運動到x=2L處的過程中通過電阻R的電量為（）

A88Z?4BI}

A.---D.---

,3R,3R

C2B?口2,一

?3R'R

9、如圖所示，在空中有一水平方向的勻強磁場區(qū)域，區(qū)域的上下邊緣間距為h,

磁感應強度為B。有一寬度為b（b<hl長度為L、電阻為R、質(zhì)量為m的矩

形導體線圈緊貼磁場區(qū)域的上邊緣由靜止起豎直下落，當線圈的PQ邊到達磁場

下邊緣時，線圈恰好開始做勻速運動。設線圈進入磁場過程中

產(chǎn)生的熱量為Qi,通過導體截面的電荷量為qi；線腳離開磁場XXXX

XXXX

過程中產(chǎn)生的熱量為Q，通過導體截面的電荷量為q2,則（：B

2XXXX

A.QI=Q2XXXX

B.Qi<Q2

C.qi=q2

D.qi<q2

10、如圖所示的電路中，線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計，LA、

LB是兩個相同的燈泡,下列說法正確的是（）芳、

A.S閉合后，LA、LB同時發(fā)光且亮度不變

B.S閉合后，LA立即發(fā)光，然后又逐漸熄滅

C.S斷開的瞬間，LA、LB同時熄滅

D.S斷開的瞬間，LA再次發(fā)光，然后又逐漸熄滅

二、填空題

L大金屬環(huán)半徑是小金屬環(huán)的2倍，當穿過大環(huán)的磁通量變化率為包時，大

Ar

環(huán)中產(chǎn)生的感應電動勢為E。當穿過小環(huán)的磁通量變化率也為四時，小環(huán)中產(chǎn)

△/

生的感應電動勢為

、兩閉合線圈為同樣導線繞成且均為匝半徑內(nèi)有如圖所示的

2AB10，rA=2rB,

右用空;力史的勻強磁場，若磁場均勻減小，則A、B環(huán)中的感應電動勢之比

,產(chǎn)生的感應電流之比IA：IB二

3、如圖所示為日光燈的工作電路.

（1）開關S剛合上前啟動器D的靜觸片和動觸片是—（填接通的、斷開的）.

又…,時，220V電壓加在.使—燈發(fā)出紅光.

^間，燈管兩端電壓—220V（填大于、等于、小于）.

Y—?光時，啟動器D的靜觸片和動觸片一（填接觸、斷開）.

s￡1

220V

4、金屬桿ABC處于磁感強度B=0.1T的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里，

如圖所示.已知AB=BC=20cm,當金屬桿在圖中標明的速度方向運動時，測得

A、xXXxcx差是3.0V,則可知移動速度曠=—m/s,其中A、B兩點間

的目；xrXxv.

xxxBxx

三、計算題

1、如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ,它

們的電阻可

忽略不計在M和P之間接有阻值為R=3.0Q的定值電阻，導體棒ab長=0.5m,

其電阻

為r=1.0Q,與導軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，B=

0.4T。現(xiàn)使

ab以v=10m/s的速度向右做勻速運動。

(1)ab中的電流大?ab兩點間的電壓多大？

(2)維持ab做勻速運動的外力多大？

(3Ml------------------,外力做的功是多少？電路中產(chǎn)生的熱量是多

[Br一

XXXX

PbQ

2、如圖所示水平桌面上固定一個無電阻的光滑導軌，導軌左端由一個R=0.08Q

的電阻相連，軌距d=50cmo金屬桿ab的質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.02Q,橫

跨導軌。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場垂直穿過導軌平面?，F(xiàn)用水平力F=0.1N

拉ab向右運動，求:

北時速度大小為多少？電路中消耗的電功率為多少？

F后，電阻R上還能產(chǎn)生的熱量為多少？

3、如圖所示，兩根豎直放置的足夠長的光滑平行^屬導軌間距I=0.50m,上端接

有阻值R二

0.80Q的定值電阻，導軌的電阻可忽略不計。導軌處于磁感應強度B=0.40T、方向

垂直于金屬導

軌平面向夕腳)有界勻強磁場中，磁場的上邊界如圖中虛線痛，虛線下方的磁場范

圍足夠大。

一根質(zhì)量m=4.0xl0-2kg,電阻r=0.20Q的金屬桿MN,從S巨

磁場上邊界

h=0.20m高處,由靜止開始沿著金屬導軌下落。已知金屬桿下

落過程

中統(tǒng)與兩導觸朝,財力口簸g=10m/S2,不計

空氣阻力。

(1)求金屬桿剛進入磁場時通過電阻R的電流大??；

(2)求金屬桿剛進入磁場時的加速度大?。?/p>

(3)若金屬桿進入磁場區(qū)域一段時間后開始做勻速直線運動，

則金屬桿在勻速下落過程中其所受重力對它做功的功率為多大？

4、如下圖所示,導線全部為裸導線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于圓平面的勻強磁

場，磁感應為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

端勻速滑動到右端，電路的固定電阻為R,其余電阻忽略不計，試求：

(DMN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流強度的平均值及通過

左端滑到右端的過程中，電阻R上的電流強度的最

R

【答案與解析】

一、選擇題

1、D

解析：法拉第電磁感應定律E=〃包,說的是感應電動勢與叵數(shù)成正比，與磁通

A“

量的變化率成正比，磁通量的變化率指的是變化的快慢,故選D。

2、BD

解析：圖甲回路中，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電動勢，A錯；圖乙回路中，磁

通量的變化率恒定，產(chǎn)生的感應電動勢恒定不變，B對；圖丙回路中，0?乙時

間內(nèi)的斜率大于。時間內(nèi)的斜率，即0?4時間內(nèi)磁通量的變化率大于4

時間內(nèi)的,則Of時間內(nèi)的感應電動勢大于％~4時間內(nèi)的感應電動勢，C錯；

圖丁回路中，斜率先變小后變大，即感應電動勢先變小，再變大，D對。故選

BD。

3、B

解析：導體棒切割磁感線，由右手定則，電流方向由N指向M,流過固定電阻

R的感應電流由b到5導體棒中的感應電動勢為￡=85,感應電流的大小

,EBLv

~R+R~^R'

MN兩端電壓17=/R=與乂R=.（兩電阻相等，各自的電壓都等于電動勢

的一半）

故B對。

4、A

解析：地球自轉(zhuǎn)周期是24h,航天飛機的周期小于24h,因此倜〈環(huán)赤道上空

的地磁場方向是水平向北的，航天飛機從西向東飛行，由右手定則可知，感應電

動勢方向向上/因此上端電勢高。

5、B

解析：根據(jù)通過框?qū)Ь€截面的電量g=〃4

R

磁通量的變化量為反，2,所以選B。

6、C

解析：設粗環(huán)電阻為R,粗環(huán)是內(nèi)電路，細環(huán)電阻為2R，細環(huán)是外電路，總電

阻為3R,感應電動勢為E,感應電流為1,Uab=I-2R=^--2R=^E,故選項C

3R3

正確。

7、B

解析：由于小燈泡Li與電感線圈串聯(lián),斷開S后再閉合，流過Li的電流從無到

有（即增大），電感線圈對電流有阻礙作用，所以流過燈泡Li的電流從0開始

逐漸增大，最終達到I.故A錯誤，B正確.由于小燈泡L2與滑動變阻器串聯(lián)，

斷開s后再閉合，立即有電流通過L2,當L1電流逐漸增大時，流過L2的電流逐

漸減小，最終減到I.故C、D錯誤.故選B.

8、C

解析：任一時刻,導體棒中的感應電動勢為E=BLv,_

感應電流為/=異=等，因為棒做勻加速運動，所以7=等。

-?+R3R一“23R

vt=2L,此過程中通過導體棒的電量為夕=〃=筆公萼，

3R3R

兩電阻并聯(lián)，所以通過每一電阻的電量為?=萼。故C對。

23/?

9、BC

--F

解析：線框進入或離開磁場的過程中，通過導體截面的電量為夕=，&，而/=￡，

后=學，則仁弊；因為進入或離開時，相同，所以b<h,線框

在磁場中有一段加速過程，線框離開磁場時的速度大于進入時的速度，離開時所

受安培力較大。克服安培力做功較多，產(chǎn)生的焦耳熱較多，所以Q<(?2。故選

BCe

10、BD

解析：線圈對變化的電流有阻礙作用，通電時阻礙電流變大，所以閉合時亮度相

同，但電流穩(wěn)定后使LA被短路，斷開電路時，線圈阻礙電流變小，使LA再次發(fā)

光，然后又逐漸熄滅。

二、填空題

1、E

解析：根據(jù)法拉第電磁感應定律七=〃包，匝數(shù)都為1,分別穿過大環(huán)、小環(huán)的

磁通量變化率都為緞，相等,所以產(chǎn)生的感應電動勢相等，也為E。

Ar

2、1:1,1:2

解析：兩閉合線圈磁場穿過的面積相等，磁通量的變化率相等，匝數(shù)相等，故A、

B環(huán)中的感應電動勢相等。設B線圈每匝電阻為R,則A線圈每匝電阻為2R,

產(chǎn)生的感應電流4=與E4=1

107?10x2/?'IB2

3、Q)斷開，(2)D、M,(3)大于,(4)斷開

4、lOOm/s,2V

解析：AC兩點間切割磁感線的等效長度為30cm,UAC=EAC=BLACV

F3

金屬桿移動速度v=——=m/s=\00m/s

BLAC0.1X03

A、B兩點間的電勢差UAB=EAB=BLABV=0.1X0.2X100V=2.0V.

三、計算題

、

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

解析：(1)感應電動勢E=,

感應電流/=*=照0.4x0.5x10

A=0.5A

3.0+1.0

ab兩點間的電壓Uah=IR=0.5x3.0V=1.5V

(2)ab做勻速運動，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

電路中產(chǎn)生的熱量等于安培力做的功，。=W%=%=0.1J.(當然也可以焦耳定

律計算)

2、(1)lm/s,0.1W;(2)0.04J.

解析：(1)感應電動勢后=雙口，電流/=二，安培力FA=BIL，聯(lián)立解得

22R+r22

安培力相=用,勻速運動拉力等于安培力FA=憐=F

R十，-A十r

解得速度八*二喘群

電路中消耗的電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時，電路的總能量為金屬桿的動能，到最后停下來，動能

全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，。總二gm/,電阻R上產(chǎn)生的熱量與ab的電阻按比例分配，

2

所以電阻R上還能產(chǎn)生的熱量QR=-^-Q,=—^―xlx0.1xlJ=0.04J.

R+r總0.08+0.022

3、(1)0.40A(2