PAGEPAGE64法拉第電磁感應(yīng)定律課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)如圖所示,閉合開(kāi)關(guān)S,將條形磁鐵插入閉合線圈,第一次用時(shí)0.2s,其次次用時(shí)0.4s,并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同,則()A.第一次線圈中的磁通量變更較快B.第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大C.其次次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大D.若斷開(kāi)S,電流表G均不偏轉(zhuǎn),故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解析兩次磁通量變更相同,第一次時(shí)間短,則第一次線圈中磁通量變更較快,故A正確。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變更率成正比,磁通量的變更率大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流大,故B正確,C錯(cuò)誤。斷開(kāi)開(kāi)關(guān),電流表不偏轉(zhuǎn),故感應(yīng)電流為零,但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零,故D錯(cuò)誤。故選A、B。答案AB2.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,金屬棒始終保持水平,則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將()A.越來(lái)越大 B.越來(lái)越小C.保持不變 D.無(wú)法確定解析金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng),水平速度不變,且水平速度即為金屬棒垂直切割磁感線的速度,故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變。答案C3.下列各圖中,相同的條形磁鐵穿過(guò)相同的線圈時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的是()解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E=nΔΦΔt=nΔBSΔt,A、B兩種狀況磁通量變更量相同,C中答案D4.如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中。在Δt時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由B勻稱地增大到2B。在此過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()A.Ba22C.nBa2Δ解析線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nΔΦΔt=n·ΔBΔ答案B5.如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌的間距為d,一端跨接一阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面對(duì)里,一根長(zhǎng)直金屬棒與導(dǎo)軌成60°角放置,且接觸良好,則當(dāng)金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導(dǎo)軌滑行時(shí),其他電阻不計(jì),電阻R中的電流為()A.BdvRsin60°C.Bdvsin60°R解析導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度是l=dsin60°,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,R中的電流為I=ER。聯(lián)立解得答案A6.如圖所示,導(dǎo)體AB的長(zhǎng)為2R,繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),OB長(zhǎng)為R,且OBA三點(diǎn)在一條直線上,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充溢轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直,那么AB兩端的電勢(shì)差為()A.12BωR2 B.2BωRC.4BωR2 D.6BωR2解析A點(diǎn)線速度vA=ω·3R,B點(diǎn)線速度vB=ω·R,AB棒切割磁感線的平均速度v=vA+vB2=2ω·R,由E=Blv得A、答案C7.如圖所示,邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,初始時(shí)刻線框所在平面與磁感線垂直,經(jīng)過(guò)t時(shí)刻轉(zhuǎn)過(guò)120°角,求:(1)線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在t時(shí)間段內(nèi)的平均值;(2)轉(zhuǎn)過(guò)120°角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。解析(1)設(shè)初始時(shí)刻線框向紙外的一面為正面,此時(shí)磁通量Φ1=-Ba2,磁感線從反面穿入,t時(shí)刻后Φ2=12Ba2磁通量的變更量為ΔΦ=3B則E=(2)由公式E=Bavsinθ,v=2πa3t所以E=3π答案(1)3Ba2實(shí)力提升1.如圖所示,一金屬?gòu)潡U處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知ab=bc=L,當(dāng)它以速度v向右平動(dòng)時(shí),a、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()A.BLv B.BLvsinθC.BLvcosθ D.BLv(1+sinθ)解析導(dǎo)體桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)sinθ,故B正確。答案B2.(多選)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖所示,則()A.在t=0時(shí)刻,線圈中磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大B.在t=1×10-2s時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C.在t=2×10-2s時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D.在0~2×10-2s時(shí)間內(nèi),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝ΔΦΔt,故t=0及t=2×10-2s時(shí)刻,E=0,A錯(cuò),C對(duì);t=1×10-2s時(shí)E最大,B對(duì);0~2×10-2s時(shí)間內(nèi),ΔΦ≠0,答案BC3.如圖所示,A、B兩單匝閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成,它們的半徑之比rA∶rB=2∶1,在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面。在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間勻稱增大的過(guò)程中,流過(guò)兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為()A.IAIB=1 B.C.IAIB解析A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同,它們所包圍的面積不同,但某一時(shí)刻穿過(guò)它們的磁通量相等,所以兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變更率是相等的,E=ΔΦΔt=ΔBΔtS相同,得EAEB=1,I=ER,R=ρlS答案D4.鐵路上運(yùn)用一種電磁裝置向限制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置。能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖乙所示(俯視圖)。當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí),便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào),被限制中心接收。當(dāng)火車通過(guò)線圈時(shí),若限制中心接收到的線圈兩端的電壓信號(hào)如圖丙所示,則說(shuō)明火車在做()丙A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)D.加速度漸漸增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)解析由U-t圖象得到,線圈兩端的電壓大小與時(shí)間成正比,即有U=kt。由法拉第電磁感應(yīng)定律U=BLv,則v=UBL=ktBL,B、L、k均為定值,則速度答案B5.(多選)如圖甲所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好,整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變更狀況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,MN始終保持靜止,則0~t2時(shí)間()A.電容器C的電荷量大小始終沒(méi)變B.電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電C.MN所受安培力的大小始終沒(méi)變D.MN所受安培力的方向先向右后向左解析由乙圖可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱變更,依據(jù)公式E=nSΔBΔt可知,產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì),由C=QU可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,電容器的電壓U不變,則電荷量大小不變,故A正確;依據(jù)楞次定律可知MN中的感應(yīng)電流方向由N到M,電容器的a極板始終帶正電,故B錯(cuò)誤;感應(yīng)電流不變,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變更,答案AD6.(多選)(2024全國(guó)Ⅲ,20)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦式交變電流i,i的變更如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()A.在t=T4B.在t=T2時(shí)變更C.在t=T2D.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針?lè)较蚪馕鯬Q中的電流在導(dǎo)線框R中產(chǎn)生變更的磁場(chǎng),所以線框R中的磁通量變更規(guī)律和PQ中電流的變更規(guī)律相同,PQ中電流在T4時(shí)刻變更率為零,即線框R中的磁通量的變更率為零,線框中R產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,A選項(xiàng)正確;T2時(shí)刻PQ中電流變更最快,即線框R中磁通量變更最快,斜率正負(fù)沒(méi)有發(fā)生變更,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向沒(méi)有發(fā)生變更,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;在T2時(shí)刻,線框R中的磁通量從向內(nèi)減弱變?yōu)橄蛲庠黾?感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為順時(shí)針?lè)较?C選項(xiàng)正確;在T時(shí)刻,線框R中的磁場(chǎng)從垂直紙面對(duì)外減弱變?yōu)榇怪奔埫鎸?duì)里增加答案AC7.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B=0.2T,有一水平放置的光滑框架,寬度為l=0.4m,如圖所示,框架上放置一質(zhì)量為0.05kg、電阻為1Ω的金屬桿cd,框架電阻不計(jì)。若cd桿以恒定加速度a=2m/s2由靜止起先做勻變速直線運(yùn)動(dòng),則:(1)在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?(2)第5s末,回路中的電流多大?(3)第5s末,作用在cd桿上的水平外力多大?解析(1)5s內(nèi)的位移x=1