人教版高中物理选修44《法拉第电磁感应定律》随堂练习.docx

1、人教版高中物理选修44法拉第电磁感应定律随堂练习第4节法拉第电磁感应定律1、 在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势、产生感应电动势的那部分导体 就相当于电源,导体的电阻相当于电源的内阻、2、 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变空成正比，表达式E= 错误！（单匝线圈”错误!（多匝线圈）、当导体切割磁感线产生感应电动势时E=Blv（B. /、q两两垂直）,E=Bhsin_& （o丄I但卩与B夹角为&）、3、 关于感应电动势，T列说法中正确的就是（）A、 电源电动势就就是感应电动势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立没有感应电动势

2、D、 电路中有电流就一定有感应电动势答案B解析 电源电动势的来源很多，不一走就是由于电磁感应产生的，所以选项A错误:在 电磁感应现象中如果没有感应电流，也可以有感应电动势.C错误；电路中的电流可能就是 由化学电池或其它电池作为电源提供的所以有电流不一走有感应电动势、4、 穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,贝lj（）A、 线圈中感应电动势每秒钟增加2VB、 线圈中感应电动势每秒钟减少2VC、 线圈中无感应电动势D、 线圈中感应电动势保持不变答案D5、 一根导体棒”在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方 向垂直.如图1所示，则有（）图1A、 Uab =

3、0B、 Ua /屛呆持不变C、 UGUbS越来越大D、 Ua 心由Uab=E=Blv及棒自由下落时Q越来越大，可知“血越来越大D 项正确、【概念规律练】知识点一 公式E=错误!的理解1、一个200匝、而积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平而成30。角， 若磁感应强度在0. 05s内由0、1T增加到0、5T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量 就是 Wb：磁通量的平均变化率就是 Wb/s;线圈中感应电动势的大小就是 V.答案 4X104 8X10-3 1、6解析磁通臺的变化呈就是由磁场的变化引起的应该用公式A0二ABSsinG来计算所 以二BSsinO二（0、5-0、l）X20X

4、 10-4X0x 5Wb= 4X10-4Wb磁通呈的变化率为错误！二错误! Wb/s二8 X 10 - Mb/s,感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应走窜导E = n错误！二 200X8X103V 二 1、6V点评 要理解好公式E二错误!,首先要区分好磁通呈0 ,磁通呈的变化呈AP磁通呈的变化率错误！，现列表如下:物理星单位物理意义计算公式磁通 量Wb表示某时刻或某位置时穿 过某一面积的磁感线条数 的多少二BS丄磁通呈 的变化 量Wb表示在某一程中穿过某面积的磁通臺变化的多少02 - 0)磁通呈的变化 率错误！Wb/s表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢错误！二错误！特别提醒 对仪叭错误!而言穿

5、过一匝线圈与穿过畀匝就是一样的，而感应电动势则不一样感应电动势与匝数成正比、磁通臺与磁通臺的变化率的大小没有直接关系，0很大时，错误!可能很小也可能很 大；0二0时、H可能不为零、2、 下列说法正确的就是（）A、 线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一泄越大B、 线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一左越大C、 线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一泄越大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答案D解析 线圈中产生的感应电动势Er错误！，即与错误!成正比与。或40的大小无直接关系、磁通星变化得越快即错误!越大.产生的感应电动势越大故只有D正确、点评正确理

6、解决走感应电动势大小的因素就是磁通星的变化率.这就是分析本题的关 键、知识点二公式E=Blvsin 3的理解3、 如图2所示，在磁感应强度为IT的匀强磁场中，一根跟磁场垂直长20cm的导线以2m/s的速度运动，运动方向垂直导线与磁感线成30。角侧导线中的感应电动势为 、图2答案0、2V解析 E=B/ysin30= （ 1X0. 2X2Xsin30） V = 0x 2V点评（1）当导体平动垂直切割磁感线时即B、o两两垂直时（如图所示）E二Big(2)当导体平动但不垂直切割磁感线时即c与B有一夹角&如右图所示，此时可将导体 的速度0向垂直于磁感线与平行于磁感线两个方向分解,则分速度S = vcos

7、e不使导体切割 磁感线，使导体切割磁感线的就是分速度引二osinO从而使导体产生的感应电动势为.E二Bls =Bhsin&、特别提醒不要死记公式.要理解含意亦砧就是导体切割磁感线的速度、4、在磁感应强度为B的匀强磁场中，长为/的金属棒04在垂直于磁场方向的平而内 绕O点以角速度。匀速转动，如图3所示，求：金属棒04上产生的感应电动势、图3答案错误!別2。解析 由Q二g可知各点处速度与该点到0点的距离r成正比速度都与棒垂直我们可 以求出棒04上各点的平均速度错误！二错误!。即与棒中点的速庚相同、(只有成正比例的 星中点值才等于平均值)可得E=Blv = BI-错误!。二错误! B卩3、点评 当导

8、体棒转动切割磁感线时，若棒上各处磁感应强度B相同则可直接应用公式 E二错误! B畑、【方法技巧练】电动势公式E=n错误!与E=Blvsin 0的选用技巧5、如图4所示，两根相距为/的平行直导轨abdc.bd间连有一固定电阻E导轨电阻可 忽略不计、MN为放在与&上的一导体杆，与”垂直，其电阻也为/?、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而(指向图中纸面内)、现对 MN施力使它沿导轨方向以速度o做匀速运动、令U表示两端电压的大小，则( )图4A、 卩=错误WBI,流过固左电阻R的感应电流由b到B、 =错误!州/,流过固左电阻R的感应电流由到bC、 U=vBL流过

9、固泄电阻/?的感应电流由b到dD、 U=vBL流过固泄电阻/?的感应电流由d到b答案A解析此回路的感应电动势有两种求法(1)因B、/、v两两垂直可直接选用公式E = Blv求解；(2)可由法拉第电磁感应走律E二错误!求解：因在时间内.杆扫过的面积A5二Ivt所以回路磁通呈的变化g二BS = Blvd由E二错误!得E二肌题目中的导体棒相当于电源具电动势E = BlvM内阻等于R.则U二错误!.电流方向可以 用右手走则判断，A正确、方法总结求解导体做切割磁感线运动产生大小不变的感应电动势的问题时，两个公式 都可使用、6、如图5所示A. B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径fa=2j

10、b, 图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为 Ea ： Eb= ,线圈中的感应电流之比为/a : /= 、图5答案1 ： 1 1 : 2解析A、B两环中磁通星的变化率相同践圈匝数相同，由E二“错误!可得吊：必二1 :1 ；又因为 R 二 Q错误！,故 Ra：Rb = 2:1 ,所以 二 1：2、方法总结当导体与磁场间无相对运动时，磁通星的变化完全就是由磁场的变化引起的, 感应电动势的计算只能采用公式E =错误!、7、如图6所示，用一阻值为/?的均匀细导线围成的金属环半径为心匀强磁场的磁感R应强度为垂直穿过金属环所在平面.电阻为的导体杆AB.沿环表而以速度

11、Q向右滑至 环中央时,杆的端电压为（ ）图6A、BavB 错误!BeC、错误IBavD.错误!Be答案C解析 当电阻为错误!的导体杆AB沿环表面以速度。向右滑至环中央时.这个回路的总 电动势为:E二2Be、并联的两个半圆环的等效电阻为错误！，杆的端电压为Uab = E错误！二方法总结 当磁场与导体间有相对运动且感应电动势大小在变化，求瞬时感应电动势 时，应采用公式E = Blvsin0s8、如图7所示，匀强磁场的磁感应强度为乩 方向竖直向下，在磁场中有一边长为/的正 方形导线框，边质疑为其余边质量不计口/边有固上的水平轴，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，不计摩擦与空气阻

12、力，金属框经过时间/运动到竖直位置, 此时边的速度为。求：图7（1）此过程中线框产生的平均感应电动势的大小；（2）线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小、答案牛Blv解析（1 ） Q二BS二B/2,转到竖直位置02 = 0。二 02 - = - B12根据法拉第电磁感应走律，有二错误！二错误！平均感应电动势的大小为E二错误！（2 ）转到竖直位置时.be、ad两边不切割磁感线边垂直切割磁感线二Bh ,此时求 的就是瞬时感应电动势、方法总结 求解某一过程（或某一段时间）中的感应电动势而平均速度又不能求彳寻时应 选用公式E二”错误!、如问题（1）,但求某一瞬时感应电动势时应采用E二Bksine、1

13、、 闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则（）A、 环中产生的感应电动势均匀变化B、 环中产生的感应电流均匀变化C、 环中产生的感应电动势保持不变D、 环上某一小段导体所受的安培力保持不变答案C解析 磁场均匀变化也就就是说错误！二k ,根据感应电动势的走义式，E二错误！二 错误=kS.其中k就是f 常星所以圆环中产生的感应电动势的数值就是一个常呈、2、 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场,若线圈所圉而积里磁通量随时间变化的规律如图8所示，则OD过程中（ ）图8A、 线圈中O时刻感应电动势最大B、 线圈中D时刻感应电动势为零C、 线圈中D时刻感应电动

14、势最大D、 线圈中O至D时间内平均感应电动势为0、4V答案ABD解析 由法拉第电磁感应定律知线圈中O至D时间内的平均感应电动势二错误！二 错误! V二0、4VX由感应电动势的物理意义知感应电动势的大小与磁通呈的大小与磁通 呈的改变呈均无必然联系仅由磁通星的变化率错误!决走,而任何时刻磁通呈的变化率 错误!就就是0 - /图象上该时刻切线的斜率，不难瞧出O点处切线斜率最大,D点处切线 斜率最小为零故A、B、D选项正确、3、如图9所示，闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用0、2s,第二次用0、 4s,并且两次的起始与终止位置相同，贝9( )图9A、 第一次磁通量变化较快B、 第一次G的最大

15、偏角较大C、 第二次G的最大偏角较大D、 若断开S均不偏转，故均无感应电动势答案AB解析 将磁铁插到闭合线圈的同一位置、磁通呈的变化臺相同,而用的时间不同所以 磁通呈的变化率不同第一次时间短变化快感应电动势大故A、B正确；若断开S ,无感应 电流但有感应电动势，故D错误、4、 一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平而与磁场方向垂直、若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的就是( )A、 使线圈匝数增加一倍B、 使线圈而积增加一倍C、 使线圈匝数减少一半D、 使磁感应强度的变化率增大一倍答案D解析 根据二错误！二错误!S求电动势，考虑当“、S发生变化时导体的电阻也 发生了变化、若匝数

16、增加一倍.电阻也增加一倍感应电流不变故A错:若匝数减少一半，感 应电流也不变，故C错；若面积增加一倍.长度变为原来的错误!倍因此电阻为原来的错误! 倍.电流为原来的错误!倍故B错，D正确、5、 在图10中,GH为平行的金属导轨，英电阻不计.R为电阻为电容器，AB为 可在EF与GH上滑动的导体横杆、有匀强磁场垂直于导轨平而、若用与分别表示图中 该处导线中的电流，则当横杆AB()图10A、 匀速滑动时Ji=0, /2=0B、 匀速滑动时，/】工0丿2工0C、 加速滑动时,Z）=0J2=0D、 加速滑动时，AHO, H0答案D解析 导体棒水平运动时产生感应电动势对整个电路,可把AB棒瞧做电源等效电路

17、 如下图所示、当棒匀速滑动时，电动势E不变.故Zi工0丿2二0、当棒加速运动时.电动势E不 断变大，电容器不断充电故/|工0丿2工0、6、如图11所示，一导线弯成半径为“的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度 为B的匀强磁场、方向垂直于回路所在的平而、回路以速度。向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN垂直、从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的就是（ ）图11A、 感应电流方向不变B、 CD段宜导线始终不受安培力C、 感应电动势最大值Em=BMD、 感应电动势平均值错谋!=错谋!般答案ACD解析在闭合电路进入磁场的过程中通过闭合电路的磁通呈逐渐增大根据楞次定律可 知感应电流的

18、方向为逆时针方向不变,A正确、根据左手走则可判断CD段受安培力向下.B 不正确、当半圆闭合回路进入磁场一半时.这时有效切割长度最大为所以感应电动势最大 值爲二Be , C正确、感应电动势平均值错误！二错误！二错误! ttBm、D正确、7、如图12所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒A/N、拉动MN,使它以速度 Q向右匀速运动，如果导轨与金属棒都就是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN 运动的过程中，闭合回路的（）图12A、 感应电动势保持不变B、 感应电流保持不变C、 感应电动势逐渐增大D、 感应电流逐渐增大答案BC8、如图13所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒P

19、Q、MN,当PQ 在外力的作用下运动时在磁场力的作用下向右运动，则P0所做的运动可能就是（ ）图13A、 向右加速运动B、 向左加速运动C、 向右减速运动D、 向左减速运动答案BCP.由安培左则可知穿过厶I的磁场方向就是自下而上的：若PQ向右加速运 动，则穿过厶的磁通量增加，用楞次左律可以判断流过MN的感应电流就是从N-P,由安 培泄则可知穿过乙的磁场方向就是自下而上的：若PQ向右加速运动，则穿过厶i的磁通量 增加，用楞次龙律可以判断流过MN的感应电流就是从N_M的，用左手左则可判左MN受 到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确;若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流 方向、曲N所受的安

20、培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C就是正确的;同理可判 断B项就是正确的，D项就是错误的.9.某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用,她将一条形磁铁放在水平转盘上，如图14 甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固主在转盘旁边.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， 该同学在讣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就是穿过线圈的磁通量最大时、按照这种猜测（ ）图14A、 在 r=0、B、 在 r=0.C、 在/=0、D、 在/=0. 答案ACis时刻，线圈内产生

21、的感应电流的方向发生r变化 15s时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化Is时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析根据图象可知0、is为磁感应强度最大的位置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、10、穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的图象如图15所示，由图知05s 线圈中感应电动势大小为 V, 5s10s线圈中感应电动势大小为 V,10s15s线圈中感应电动势大小为 V、图15答案 1 0 2正在转动的电风扇叶片，一旦被卡住，电风扇电动机的温度上升，时间一久，便发 生一种焦糊味，十分危险，产生这种现象的原

22、因就是答案见解析解析 电风扇叶片一旦卡住，这时反电动势i肖失电阻很小的线圈直接连在电源的两端, 电流会很大所以电风扇电动机的温度很快上升.十分危险、12、如图16所示，“加就是一边长为/的匀质正方形导线框，总电阻为凡 今使线框以 恒泄速度。水平向右穿过方向垂直于纸而向里的匀强磁场区域、已知磁感应强度为从 磁场 宽度为3/,求线框在进入磁区.完全进入磁区与穿出磁区三个过程中心方两点间电势差的大 小.图16答案错误！ Blv错误！解析导线框在进入磁区过程中,相当于电源，等效电路如下图甲所示、E 二 Blv , r-R , /?外二错误!R , I-错误!=错误!,%为端电压:所以Uab二/R外二错

23、谋!、2017人教版高中物理选修4. 4法拉第电磁感应定律word随堂练习 导线框全部逬入过程中，磁通臺不变，感应电流/二0 ,但 Uah = E = Blv导线框在穿出磁区过程中，M相当于电源等效电路如下图乙所示、E二Bg二错误lRtR外二错误lRtI=错误！二错误! B/dUab = IRab二下X错误!R =错误!、13、如图17所示，水平放巻的平行金属导轨，相距1=0. 50m,左端接一电阻R=0、20Q, 磁感应强度B=0、40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒“b垂直放在导轨上,并能无 摩擦地沿导轨滑动，导轨与导体棒的电阻均可忽略不讣，当ah以e=4、OnVs的速度水平向 右匀速滑动时，求：图17(1)肪棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小：(3)维持棒做匀速运动的水平外力F的大小、答案(1) 0. 80V (2)4、0A (3) 0、8N解析(1)根据法拉第电磁感应走律M棒中的感应电动势为E = Biv = 0、40 X 0、50 X 4、0V 二 0、80VE(2)感应电流大小为/二巨二错误!A = 4X 0A(3)由于“b棒受安培力F二IIB二4、0X0、50X0、40N二0、8N.故外力的大小也为0、8N、点拨 匀速运动时水平夕卜力的大小应该与安培力的大小相等、