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1、第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流课时作业单独成册方便使用 基础题组一、单项选择题1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律En,t)知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错误；感应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误答案：
2、C2.A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rArB21，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是()A两导线环内所产生的感应电动势相等BA环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势C流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为14D流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为11解析：某一时刻穿过A、B两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则BS，由ES(S为磁场区域面积)，对A、B两导线环，有1，所以A正确，B错误；I，R
3、(S1为导线的横截面积)，l2r，所以，C、D错误答案：A3.如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()A恒为B从0均匀变化到C恒为D从0均匀变化到解析：根据法拉第电磁感应定律，Enn，由楞次定律可以判断a点电势低于b点电势，所以a、b两点之间的电势差为n，C项正确答案：C4.(2018贵州七校联考)如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直
4、，其电阻也为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(如图)做匀速运动令U表示MN两端电压的大小，则()AUBlv，流过定值电阻R的感应电流由b到dBUBlv，流过定值电阻R的感应电流由d到bCUBlv，流过定值电阻R的感应电流由b到dDUBlv，流过定值电阻R的感应电流由d到b解析：由右手定则可知，通过MN的电流方向为NM，电路闭合，流过电阻R的电流方向由b到d，B、D项错误；导体杆切割磁感线产生的感应电动势EBlv，导体杆为等效电源，其电阻为等效电源内电阻，由闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可知，UI
5、RRBlv，A项正确，C项错误答案：A5如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计当开关K闭合时，下列说法正确的是()AA比B先亮，然后A熄灭BB比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮CA、B一齐亮，然后A熄灭DA、B一齐亮，然后A逐渐变亮，B的亮度不变解析：开关闭合的瞬间，线圈由于自感阻碍电流通过，相当于断路，B灯先亮，之后线圈阻碍作用减弱，相当于电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，B灯所在支路电流减小，B灯变暗，A灯所在支路电流增大，A灯变亮答案：B二、多项选择题6.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随
6、时间变化下列说法正确的是()A当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变解析：线框中的感应电动势为ES，设线框的电阻为R，则线框中的电流I，B增大或减小时，可能减小，也可能增大，也可能不变线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关故选项A、D正确答案：AD7.(2016高考全国卷)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电
7、阻R的电流，下列说法正确的是()A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍解析：由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势EBl2知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由PI2R知，电流在R上的热功率
8、变为原来的4倍，选项D错误答案：AB8.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为271解析：由于磁感应强度随时间均匀增大，则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，则A项错误；根据法拉第电磁感应定律ENNS，而磁感应强度均匀变化，即恒定，则a、b线圈中的感应电动势之比为9，故B项正确；根据电阻定律R，且L4Nl，则3
9、，由闭合电路欧姆定律I得，a、b线圈中的感应电流之比为3，故C项错误；由功率公式PI2R知，a、b线圈中的电功率之比为27，故D项正确答案：BD能力题组一、选择题9.如图所示是利用交流电焊接某环形金属零件的原理示意图，其中外圈A是通交流电的线圈，内圈B是环形零件，a是待焊的接口，接口处电阻较大，则下列说法不正确的是()A当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来B在其他条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快C在其他条件不变的情况下，交流电频率越低，焊接越快D焊接过程中，接口a处被熔化而零件的其他部分并不很热解析：交流电频率越高，磁通量变化率越大，由法拉第电磁感应
10、定律可知，感应电动势和感应电流越大，产生的热功率越大，焊接越快，选项A、B正确，C错误；因为接口处电阻大，串联电路中电流处处相等，电阻大的地方产生的热量多，可将接口处熔化而零件的其他部分并不很热，选项D正确答案：C10(2018陕西渭南教学质量检测)如图所示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN的速度匀速地完全进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1.现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则有()AQ2Q1，q2q1BQ22Q1
11、，q22q1CQ22Q1，q2q1 DQ24Q1，q22q1解析：设ab长为L，ad长为L，则电动势EBLv，感应电流I，产生的热量QI2RtR，与速度成正比，所以Q22Q1；通过导体横截面的电荷量qt，三式联立解得q，与速度无关，所以q1q2，选项C正确答案：C11.(多选)(2018山东潍坊高三质检)半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度的电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示，则()A0时，杆产生的
12、感应电动势为2BavB时，杆产生的感应电动势为BavC0时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为解析：根据法拉第电磁感应定律可得EBlv，其中l为有效长度，当0时，l2a，则E2Bav；当时，la，则EBav，故选项A正确，B错误根据通电直导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可得FBIl，根据闭合电路欧姆定律可得I，当0时，l2a，E2Bav，rR(2)aR0，解得F；当时，la，EBav，rR(1)aR0，解得F，故选项C错误，D正确答案：A D二、非选择题12.小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长L0.1 m，竖直
13、边长H0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量(重力加速度g取10 m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状相同的线圈，总电阻R10 ，不接外电流，两臂平衡如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应
14、强度的变化率.解析：(1)线圈受到的安培力FN1B0IL天平平衡mgN1B0IL代入数据得N125.(2)由电磁感应定律得EN2即EN2Ld由欧姆定律得I线圈受到的安培力FN2B0IL天平平衡mgNB0代入数据可得0.1 T/s.答案：(1)25(2)0.1 T/s13(2018河南重点中学联考)如图所示，ab、cd为间距为l的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为，导轨电阻不计，a、c间接有阻值为R的电阻，空间存在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场将一根阻值为r、长度为l的金属棒从轨道顶端由静止释放，金属棒沿导轨向下运动的过程中始终与导轨接触良好已知当金属棒向下滑行距离x到达MN处时已经达到稳定速度，重力加速度为g.求：(1)金属棒下滑到MN的过程中通过电阻R的电荷量；(2)金属棒的稳定速度的大小解析：(1)金属棒下滑到MN的过程中的平均感应电动势为En根据欧姆定律，电路中的平均电流为I则qIt.(2)稳定时金属棒切割磁感线产生的感应电动势为EB 0lvcos 电路中产生的电流为I金属棒受的安培力为FB0Il稳定时金属棒的加速度为零，则mgsin Fcos 0联立解得稳定时金属棒的速度v.答案：见解析回顾一年的工作，我也发现了自己的不足之处。如科研方面尚嫌薄弱，全年未发表过一篇论文。今后在这方
