20182019學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)4法拉第電磁感應(yīng)定律分層訓(xùn)練新人教版選修32

法拉第電磁感覺定律A級抓基礎(chǔ)1．穿過一個(gè)單匝閉合線圈的磁通量一直為每秒均勻增添2Wb，則()A．線圈中感覺電動勢每秒增添2VB．線圈中感覺電動勢每秒減少2VC．線圈中感覺電動勢一直為2VD．線圈中感覺電動勢一直為一個(gè)確立值，但因?yàn)榫€圈有電阻，電動勢小于2V分析：由E＝nΦΔΦ恒定，n＝1，因此E＝2V.t知：t答案：C2．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動，導(dǎo)體內(nèi)必定會產(chǎn)生感覺電流B．導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體內(nèi)必定會產(chǎn)生感覺電流C．閉合電路在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動，電路內(nèi)必定會產(chǎn)生感覺電流D．穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，電路中必定有感覺電流分析：只需穿過電路的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)體中就產(chǎn)生感覺電動勢，若電路閉合則有感應(yīng)電流，故D正確；因?yàn)榫€圈能否閉歸其實(shí)不確立，故A、B錯(cuò)誤；閉合電路在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，假如穿過電路的磁通量不發(fā)生變化，就不產(chǎn)生感覺電動勢，也就不產(chǎn)生感覺電流，故C錯(cuò)．答案：D3．如圖，在磁感覺強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感覺電動勢為E；若磁感覺強(qiáng)度增為2B，其余1條件不變，中產(chǎn)生的感覺電動勢變成E.則經(jīng)過電阻R的電流方向及E與E之比E∶E21212分別為()A．c→a，2∶1

B．a(chǎn)→c，2∶1C．a(chǎn)→c，1∶2

D．c→a，1∶2分析：由右手定章判斷可知，

MN中產(chǎn)生的感覺電流方向?yàn)?/p>

N→M，則經(jīng)過電阻

R的電流方向?yàn)閍→c.MN產(chǎn)生的感覺電動勢公式為E＝BLv，其余條件不變，E與B成正比，則得E1∶E2＝1∶2.答案：C4．(多項(xiàng)選擇)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律以下圖，則O→D過程中( )A．線圈在O時(shí)刻感覺電動勢最大B．線圈在D時(shí)刻感覺電動勢為零C．線圈在D時(shí)刻感覺電動勢最大D．線圈在O至D時(shí)間內(nèi)均勻感覺電動勢為0.4VO至D時(shí)間內(nèi)的均勻感覺電動勢E＝Φ分析：由法拉第電磁感覺定律知線圈從t＝－32×10V＝0.4V.0.01÷2由感覺電動勢的物理意義知，感覺電動勢的大小與磁通量的大小Φ和磁通量的改變量ΔΦ均無必定聯(lián)系，僅由磁通量的變化率Φ決定，而任何時(shí)刻磁通量的變化率ΔΦ就是tt-t圖象上該時(shí)刻切線的斜率，不難看出O點(diǎn)處切線斜率最大，D點(diǎn)處切線斜率最小，為零，故A、B、D選項(xiàng)正確．答案：ABD5．一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂直．先保持線框的面積不變，將磁感覺強(qiáng)度在1s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到本來的兩倍．接著保持增大后的磁感覺強(qiáng)度不變，在1s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到本來的一半．先后兩個(gè)過程中，線框中感覺電動勢的比值為()1A.2B．1C．2D．4分析：設(shè)原磁感覺強(qiáng)度為B，線框面積為S，第一次在1s內(nèi)將磁感覺強(qiáng)度增大為本來BS（2－）2B，感覺電動勢為E1＝1s內(nèi)將線框面的兩倍，即變成t＝t＝t；第二次在1積均勻的減小到本來的一半，即變成122BS2BS－2SBS2S，感覺電動勢大小為E＝t＝t＝t，所E1以有＝1，選項(xiàng)B正確．E2答案：BB級提能力6．一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较虻氖? )

t

變化的規(guī)律如圖乙所示．以I)，則能正確表示線圈中電流

表示線圈中的感覺電I隨時(shí)間t變化規(guī)律分析：0～1s內(nèi)磁感覺強(qiáng)度均勻增大，依據(jù)楞次定律和法拉第電磁感覺定律可判斷，感覺電流為逆時(shí)針(為負(fù)值)、大小為定值，A、B錯(cuò)誤；4～5s內(nèi)磁感覺強(qiáng)度恒定，穿過線圈abcd的磁通量不變化，無感覺電流，D錯(cuò)誤．答案：C7．(多項(xiàng)選擇)以下圖，矩形金屬框架三個(gè)豎直邊ab、cd、ef的長都是L，電阻都是R，其余電阻不計(jì)，框架以速度v勻速平移，穿過磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，設(shè)ab、cd、ef三條邊先后進(jìn)入磁場時(shí)ab邊兩頭電壓分別為1、2、3，則以下判斷結(jié)果正確的選項(xiàng)是( )UUU1121A．U＝3BLvB．U＝2UC．U3＝0D．U1＝U2＝U3分析：當(dāng)ab進(jìn)入磁場時(shí)，I＝E2BLv11R＋RR22BLvR2＝3R，U2＝E－I·2＝3BLv.三邊都進(jìn)入磁場時(shí)，U3＝BLv.應(yīng)選項(xiàng)A、B正確．答案：AB8．面積S為0.2m2、匝數(shù)n為100的圓形線圈，處在以下圖所示的磁場內(nèi)，磁感覺強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律B為0.02tT，R為3Ω，C為30μF，線圈電阻r為1Ω，求：經(jīng)過R的電流大小和方向；電容器所帶的電荷量．分析：(1)由楞次定律知，Φ變大，線圈的感覺電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，因此經(jīng)過電流方向?yàn)閎→a，

R的感覺電動勢

E＝n

Φ＝nS

B＝100×0.2×0.02

V＝t

t0．4V，0.4則感覺電流I＝R＋r＝3＋1A＝0.1A.(2)電容器兩頭電壓C＝R＝IR＝0.1×3V＝0.3V，UU電容器所帶的電荷量Q＝CU＝30×10－6×0.3C＝9×10－6C.9．以下圖，兩足夠長的圓滑金屬導(dǎo)軌豎直擱置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上界限h處m靜止開釋．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流漸漸減小，最后穩(wěn)固為I.整個(gè)運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，且一直保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求：磁感覺強(qiáng)度的大小B；電流穩(wěn)固后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.分析：(1)電流穩(wěn)固后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動：BIL＝mg，①mg解得：B＝IL.②感覺電動勢E＝BLv，③E感覺電流I＝R，④I2R由②③④解得：v＝mg.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大，設(shè)為vm.機(jī)械能守恒12＝，2mvmgh感覺電動勢的最大值m＝m，EBLv感覺電流的最大值mIm＝E，Rmg2gh解得：Im＝IR.10．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成37°夾角擱置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止開釋，桿下滑過程中一直與導(dǎo)軌垂直并保持優(yōu)秀接觸，桿下滑過程中的vt圖象如圖乙所示．(g取10m/s2)求：圖甲圖乙磁感覺強(qiáng)度B；桿在磁場中下滑0.1s過程中電阻R產(chǎn)生的熱量．分析：(1)由圖乙得a＝v＝0.5m/s2＝5m/s2t0.10．1s前，由牛頓第二定律有sinθ－＝mamgf代入數(shù)據(jù)得f＝0.1N0．1s后勻速運(yùn)動，有mgsinθ－f－FA＝0BLvB2L2v而FA＝BIL＝BR＋rL＝R＋r.（mgsin

θ－f）（R＋r）由①②得

B＝

L2v0.6－0.1）×（3＋1）＝12×0.5T＝2T.Blv2×1×0.5(2)I＝R＋r＝3＋1A＝0.25A223QR＝IRt＝0.25×3×0.1J＝160J.11．勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度＝0.2T，磁場寬度l＝3m，一正方形金屬框邊長＝′Badl＝1m，每邊的電阻r＝0.2Ω，金屬框以v＝10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面一直保持與磁感線方向垂直，以以下圖所示．求：(1)畫出金屬框穿過磁場地區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感覺電流的I－t圖線；(2)畫出

ab兩頭電壓的

U－t

圖線．分析：線框的運(yùn)動過程分為三個(gè)階段：第一階段

cd相當(dāng)于電源，

ab為等效外電路；第二階段

cd和

ab相當(dāng)于開路時(shí)兩并聯(lián)的電源；第三階段

ab相當(dāng)于電源，

cd

相當(dāng)于外電路，以以下圖所示．EBl′v在第一階段，有I1＝r＋3r＝4r＝2.5A.感覺電流方向沿逆時(shí)針方向，連續(xù)時(shí)間為：t1＝l′1v＝10