2019届高中物理第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律检测（含解析）新人教版 6页

4　法拉第电磁感应定律一、A组(20分钟)1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则(　　)A.线圈中感应电动势每秒增加2VB.线圈中感应电动势每秒减少2VC.线圈中感应电动势始终为2VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2V解析:由E=n知,恒定,n=1,所以E=2V。答案:C2.(多选)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势,下列表述正确的是(　　)A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.当穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势可能不为零C.当穿过线圈的磁通量变化越快时,感应电动势越大D.感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比解析:由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势E=n,即感应电动势与线圈匝数有关,故A错误;同时可知,感应电动势与磁通量的变化率有关,故D错误;磁通量变化越快,感应电动势越大,故C正确;当穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零,因此感应电动势不一定为零,故B正确。答案:BC3.关于感应电动势的大小,下列说法正确的是(　　)A.穿过闭合电路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大B.穿过闭合电路的磁通量为零时,其感应电动势一定为零C.穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定为零D.穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时,其感应电动势一定不为零解析:磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系,故A、B错;当磁通量由不为零变为零时,闭合电路的磁通量一定改变,一定有感应电流产生,有感应电流就一定有感应电动势,故C错,D对。答案:D4.n如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(　　)A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定解析:金属棒做平抛运动,水平速度不变,且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度,故感应电动势保持不变。答案:C5.(多选)如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2s,第二次用时0.4s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则(　　)A.第一次线圈中的磁通量变化较快B.第一次电流表G的最大偏转角较大C.第二次电流表G的最大偏转角较大D.若断开S,电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势解析:两次磁通量变化相同,第一次时间短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故A正确。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率大,感应电动势大,产生的感应电流大,故B正确,C错误。断开开关,电流表不偏转,故感应电流为零,但感应电动势不为零,故D错误。故选A、B。答案:AB6.导学号95814017下列各图中,相同的条形磁铁穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是(　　)解析:感应电动势的大小为E=n=n,A、B两种情况磁通量变化量相同,C中ΔΦ最小,D中ΔΦ最大,磁铁穿过线圈所用的时间A、C、D相同且小于B所用的时间,所以D选项正确。答案:D7.n如图所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面向里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,其他电阻不计,电阻R中的电流为(　　)A.B.C.D.解析:导线切割磁感线的有效长度是l=,感应电动势E=Blv,R中的电流为I=。联立解得I=。答案:A二、B组(15分钟)1.如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为(　　)A.BLvB.BLvsinθC.BLvcosθD.BLv(1+sinθ)解析:导体杆切割磁感线的有效长度为Lsinθ,故B正确。答案:B2.(多选)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示,则(　　)A.在t=0时刻,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大B.在t=1×10-2s时刻,感应电动势最大C.在t=2×10-2s时刻,感应电动势为零D.在0~2×10-2s时间内,线圈中感应电动势的平均值为零n解析:由法拉第电磁感应定律知E∝,故t=0及t=2×10-2s时刻,E=0,A错,C对;t=1×10-2s时E最大,B对;0~2×10-2s时间内,ΔΦ≠0,E≠0,D错。答案:BC3.导学号95814018如图所示,A、B两单匝闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为(　　)A.=1B.=2C.D.解析:A、B两导线环的半径不同,它们所包围的面积不同,但某一时刻穿过它们的磁通量相等,所以两导线环上的磁通量变化率是相等的,E=S相同,得=1,I=,R=ρ(S1为导线的横截面积),l=2πr,所以,代入数值得。答案:D4.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均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(　　)A.B.C.D.解析:线圈中产生的感应电动势E=n=n··S=n·,选项B正确。答案:Bn5.导学号95814019(多选)(2016·全国理综甲)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是(　　)A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍解析:根据右手定则,转动过程中产生电流的方向只与圆盘转动方向有关,C选项错误;当圆盘顺时针转动时,圆盘中电流方向应由P到圆心,通过电阻的电流方向为a→b,B选项正确;设圆盘半径为r,则圆盘产生的感应电动势大小为E=Bω,I=∝ω,A选项正确;电流在R上产生的热功率P=I2R=·R∝ω2,角速度为原来的2倍,热功率应为原来的4倍,D选项错误。答案:AB6.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2T,有一水平放置的光滑框架,宽度为l=0.4m,如图所示,框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd,框架电阻不计。若cd杆以恒定加速度a=2m/s2由静止开始做匀变速直线运动,则:(1)在5s内平均感应电动势是多少?(2)第5s末,回路中的电流多大?(3)第5s末,作用在cd杆上的水平外力多大?解析:(1)5s内的位移x=at2=25m,5s内的平均速度v==5m/s(也可用v=m/s=5m/s求解),故平均感应电动势E=Blv=0.4V。(2)第5s末时,v'=at=10m/s,此时感应电动势E'=Blv',则回路中的电流为I=A=0.8A。(3)杆做匀加速运动,则F-F安=ma,即F=BIl+ma=0.164N。n答案:(1)0.4V　(2)0.8A　(3)0.164N