高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律分層訓(xùn)練 粵教版選修32

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1、 第四節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律 A級　抓基礎(chǔ) 1．在磁感應(yīng)強度為0.5 T的勻強磁場中，讓長為0.2 m的導(dǎo)線垂直于磁場方向做切割磁感線運動，運動方向與導(dǎo)線垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0.5 V，則導(dǎo)線切割磁感線的速度為(　　) A．0.5 m/s　　　　 B．5 m/s C．0.05 m/s D．2.5 m/s 解析：由E＝BLv可知v＝5 m/s，B對． 答案：B 2．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地增加1 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動勢每秒增加1 V B．線圈中感應(yīng)電動勢每秒減少1 V C．線圈中感應(yīng)電動勢大小不變 D．線圈中無感應(yīng)電動勢

2、 解析：磁通量始終保持每秒鐘均勻地增加1 Wb，則＝1 Wb/s，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n，得E＝1 V保持不變．故C正確，A、B、D錯誤． 答案：C 3．用均勻?qū)Ь€做成的單匝正方形線框，每邊長為0.2米，正方形的一半放在和紙面垂直向里的勻強磁場中，如圖所示，當磁場以20 T/s的變化率增強時，線框中點a、b兩點電勢差是(　　) A．Uab＝0.2 V B．Uab＝－0.2 V C．Uab＝0.4 V D．Uab＝－0.4 V 解析：由題意，磁感應(yīng)強度的變化率為＝20 T/s，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝＝S＝20××0.22 V＝0.4 V，由楞次

3、定律判斷得，線框中感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，b相當于電源的正極，a相當于電源的負極，則a的電勢低于b的電勢，根據(jù)歐姆定律得Uab＝－E＝－0.2 V. 答案：B 4.一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強磁場中下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直，如圖所示，若用φa、φb分別表示a、b兩點的電勢，則(　　) A．φa<φb ，Uab越來越大 B．φa>φb ，Uab保持不變 C．φa>φb ，Uab越來越大 D．Uab＝0 解析：導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則可以知道，b點電勢高，a點電勢低，即φa<φb，導(dǎo)體棒下落過程速度v越來越大，感應(yīng)

4、電動勢E＝BLv越來越大，導(dǎo)體棒ab兩端電勢差Uab越來越大，故A正確． 答案：A 5．在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2、由靜止開始做勻變速運動，則： (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？ (2)在5 s末回路中的電流多大？ (3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力多大？ 解析：(1)5 s內(nèi)的位移 s＝at2＝25 m， 5 s內(nèi)的平均速度＝＝5 m/s(也可用＝求解)， 故平均感應(yīng)

5、電動勢＝BL＝0.4 V. (2)第5 s末速度v＝at＝10 m/s， 感應(yīng)電動勢E＝BLv， 則回路中的電流為： I＝＝＝ A＝0.8 A. (3)桿cd勻加速運動，由牛頓第二定律，得 F－F安＝ma， 即F＝BIL＋ma，代入解得F＝0.164 N. 答案：(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N B級　提能力 6．(多選)一根直導(dǎo)線長0.1 m，在磁感應(yīng)強度為0.1 T的勻強磁場中以10 m/s的速度勻速運動，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢(　　) A．一定為0.1 V　　　 B．可能為0 C．可能為0.01 V D．可以大于0.1 V 解析：導(dǎo)

6、體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大?。篍＝BLvsin θ.其大小與B和v之間的夾角θ有關(guān)． 答案：BC 7．如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n＝1 000匝，橫截面積S＝10 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1 Ω，電阻R＝4 Ω，磁感應(yīng)強度B的B­t圖象如圖乙所示(以向右為正方向)，下列說法正確的是(　　) 圖甲　　　　 　　圖乙 A．通過電阻R的電流方向不變 B．感應(yīng)電流的大小保持不變 C．電阻R兩端的電壓為6 V D．C點的電勢一直保持4.8 V不變 解析：由楞次定律可知：0～1 s內(nèi)，電流從C→R→A，1～2 s內(nèi)，電流從A→R→C，故選項A錯誤；由圖象可知＝6 T/s

7、大小不變，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動勢E＝n＝1 000×6×10×10－4 V＝6 V不變，所以感應(yīng)電流的大小I＝＝ A＝1.2 A不變，故選項B正確；由閉合電路的歐姆定律可知電阻R兩端的電壓為U＝IR＝1.2×4 V＝4.8 V故選項C錯誤；由于A點接地，所以C點的電勢為±4.8 V，故選項D錯誤． 答案：B 8．我國第一艘航母“遼寧艦”交接入列后，殲15飛機順利完成了起降飛行訓(xùn)練，圖甲為一架殲15飛機剛著艦時的情景．已知該飛機機身長為l，機翼兩端點C、D的距離為d，某次在我國近海海域訓(xùn)練中飛機降落時的速度沿水平方向，大小為v.如

8、圖乙所示，該空間地磁場磁感應(yīng)強度的水平分量為Bx，豎直分量為By.C、D兩點間的電勢差為U，下列分析正確的是(　　) 圖甲　　　　　圖乙 A．U＝Bxlv，C點電勢低于D點電勢 B．U＝Bxdv，C點電勢高于D點電勢 C．U＝Bylv，C點電勢低于D點電勢 D．U＝Bydv，C點電勢高于D點電勢 解析：飛機機翼切割磁感線，地磁場豎直分量為By.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動勢大小為U＝Bydv；北半球的磁感應(yīng)強度的豎直分量是向下的，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電動勢的方向由D指向C，所以C點的電勢高于D點的電勢，故D正確，A、B、C錯誤． 答案：D 9.如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌的間距

9、為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里，一根長直金屬棒與導(dǎo)軌成60°角放置，且接觸良好，則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導(dǎo)軌滑行時，其他電阻不計，電阻R中的電流為(　　) A. B. C. D. 解析：金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝BLv＝Bv；通過R的電流為： I＝＝，故選A. 答案：A 10．如圖(a)所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b

10、)所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計．求0至t1時間內(nèi) 圖(a)　　　　圖(b) (1)通過電阻R1上的電流大小和方向； (2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量． 解析：(1)由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi)＝.由法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝n＝n·S，而S＝πr.由閉合電路歐姆定律有I1＝.聯(lián)立以上各式得，通過電阻R1上的電流大小I1＝.由楞次定律可判斷通過電阻R1上的電流方向從b到a. (2)通過電阻R1上的電量：q＝I1t1＝， 電阻R1上產(chǎn)生的熱量：Q＝IR1t1＝. 答案：(1)　從b到a (2)　 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375