【物理】2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业 5页

‎2020届一轮复习人教版 法拉第电磁感应定律 课时作业 一、单项选择题 ‎1．关于感应电动势，下列说法中正确的是(　　)‎ A．电源电动势就是感应电动势 B．产生感应电动势的那部分导体相当于电源 C．在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势 D．电路中有电流就一定有感应电动势 解析：选B　电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以A错误；在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，即使没有感应电流，也可以有感应电动势，B正确，C错误；电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势，D错误。‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 解析：选D　线圈中产生的感应电动势E＝n，即E与成正比，与Φ或ΔΦ的大小无直接关系；磁通量变化得越快，即越大，产生的感应电动势越大，故只有D正确。‎ ‎3．如图甲所示线圈的匝数n＝100，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1 s内(　　)‎ A．磁通量的变化量为0.25 Wb B．磁通量的变化率为2.5×102 Wb/s C．a、b间电压为0‎ D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A 解析：选D　通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2＝B2S为正，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入数据即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4 Wb＝2.5×10－3 Wb，A错误；磁通量的变化率＝ Wb/s＝2.5×10－2 Wb/‎ s，B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E＝n＝2.5 V且恒定，C错误；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I＝＝0.25 A，D正确。‎ ‎4.如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间使其变成“8”字形状，并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为(　　)‎ A. B. C．0 D. 解析：选B　通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，因此，ΔΦ＝Bπr2－2×Bπ2＝Bπr2，电荷量q＝＝。B正确。‎ ‎5.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、dc，bd间连有一固定电阻R，导轨电阻忽略不计。MN为放在ab和dc上的一导体棒，与ab垂直，连入两导轨间的电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动，令U表示MN两端电压的大小，则(　　)‎ A．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d B．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b C．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到d D．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b 解析：选A　题目中的导体棒相当于电源，其感应电动势E＝Blv，其内阻等于R，则U＝，电流方向用右手定则判断，易知流过固定电阻R的感应电流由b到d，A正确。‎ ‎6．一单匝矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为(　　)‎ A.　　　　 　B．1　　　　　C．2　　　　　D．4‎ 解析：选B　根据法拉第电磁感应定律E＝，设初始时刻磁感应强度为B0，线框面积为S0，则第一种情况下的感应电动势为E1＝＝＝B0S0；第二种情况下的感应电动势为E2＝＝＝B0S0，所以两种情况下线框中的感应电动势相等，比值为1，故选项B正确。‎ ‎7.如图所示，在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场未画出)，磁感应强度B随时间t变化关系为B＝B0＋kt。在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线)，则导线环中的感应电动势大小为(　　)‎ A．0 B．kπR2‎ C. D．2kπR2‎ 解析：选C　由E＝n＝＝πR2k，可知选项C正确。‎ ‎8．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：选B　线圈中产生的感应电动势E＝n＝n··S＝n··＝，选项B正确。‎ 二、多项选择题 ‎9.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0.2 s，第二次用时0.4 s，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：选AB　两次磁通量变化量相同，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S，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。‎ ‎10.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的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ 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＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大 C．在t＝2×10－2 s时刻，感应电动势为零 D．在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 解析：选BC　由法拉第电磁感应定律知，单匝线圈中E＝，故t＝0及t＝2×10－2 s时刻，E＝0，A错，C对；t＝1×10－2 s，E最大，B对；0～2×10－2 s时间内ΔΦ≠0，故≠0，D错。‎ ‎11．某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象。该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测(　　)‎ A．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 B．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 C．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 D．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 解析：选AC　根据图象可知，t＝0.1 s时刻磁感应强度达到最大，并且突然从增大变为减小，所以感应电流应该最大并且改变方向。故A、C正确。‎ 三、非选择题 ‎12.如图所示，水平放置的平行金属导轨相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，有一磁感应强度B＝0.40‎ ‎ T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面。导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：‎ ‎(1)ab棒中感应电动势的大小；‎ ‎(2)回路中感应电流的大小；‎ ‎(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。‎ 解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为 E＝Blv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V。‎ ‎(2)感应电流的大小为 I＝＝ A＝4.0 A。‎ ‎(3)ab棒受安培力 F安＝BIl＝0.40×4.0×0.50 N＝0.80 N 由于ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动，故水平外力F的大小也为0.80 N。‎ 答案：(1)0.80 V　(2)4.0 A　(3) 0.80 N ‎13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一边长为l的正方形导线框，ab边质量为m，其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动；现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t运动到竖直位置，此时ab边的速度为v，求：‎ ‎(1)此过程中导线框产生的平均感应电动势的大小；‎ ‎(2)导线框运动到竖直位置时感应电动势的大小。‎ 解析：(1)水平位置Φ1＝BS＝Bl2，转到竖直位置Φ2＝0‎ ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－Bl2‎ 根据法拉第电磁感应定律，有E＝＝ 平均感应电动势的大小为。‎ ‎(2)转到竖直位置时，bc、ad两边不切割磁感线，ab边垂直切割磁感线，且速度为v，‎ 故感应电动势E＝Blv。‎ 答案：(1)　(2)Blv