《《法拉第电磁感应定律的应用》进阶练习（三）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《法拉第电磁感应定律的应用》进阶练习（三）.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、法拉第电磁感应定律的应用进阶练习一、单选题1.如图所示，矩形导线框abcd放在变化的磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正值，方向向左的力为正值，从O时刻起磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，则线框的ab边受力随时间变化的图象可能是（）A.B.C.D.2.如图所示，条形磁铁以某一速度做下列哪些运动时，螺线管中会产生如图所示方向的电流（）A.向左平动B.向右平动C.垂直纸面向外运动D.垂直纸面向里运动3.如图，两块水平放置的金属板相距为d，用导线将两极板与一个n匝线圈连接，若线圈置于竖直向下的变化磁场B中，则两板间一质量为m，带电量为+q的微粒恰能静止，则线圈中磁
2、场的变化情况和磁通量的变化率，下列说法正确的是（）A.变化的磁场B增大， B.变化的磁场B减弱，C.变化的磁场B减弱， D.变化的磁场B增大，二、填空题4.如图甲所示，一个圆形单匝线圈的面积S=200cm2，线圈的电阻为R=1把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中磁感应强度随时间变化规律如图乙所示B-t图象求：04s内线圈中感应电流I1= _ A，5s末线圈中感应电流I2= _ A，06s内线圈中感应电流的有效值I= _ A，06s内线圈中感应电流的平均值= _ A三、计算题5.如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d=0.5m，导轨左端通过导线与阻值为2的电
3、阻R连接，右端通过导线与阻值为4的小灯泡L连接在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2m，CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，在t=0时，一阻值为2的金属棒在水平恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，在金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求： （1）通过小灯泡的电流大小 （2）恒力F的大小 （3）4s末金属棒的速度大小 （4）金属棒的质量参考答案【答案】1.B2.A3.A4.10-3；410-3；5.解：（1）金属棒未进入磁场时， R总=RL+=4+=5， 由法拉第电磁感应定律可得： E1=0.52=0.5V， 通过小
4、灯泡的电流：IL=0.1A； （2）因灯泡亮度不变，故4s末金属棒恰好进入磁场且做匀速运动， 金属棒中的电流为：I=IL+IR=IL+=0.1+0.1=0.3A， 金属棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得： 恒力F=FB=BId=20.30.5=0.3N， （3）4s后回路中的感应电动势为： E2=I（R+）=0.3（2+）=1V， 因为E=BLv，则4s末金属棒的速度： v=1m/s； （4）由运动学公式v=v0+at可知， 前4s金属棒的加速度为： a=0.25m/s2， 故金属棒的质量：m=1.2kg； 答：（1）通过小灯泡的电流大小为0.1A；（2）恒力F的大小0.3N；（3）4s末
5、金属棒的速度大小为1m/s（4）金属棒的质量为1.2kg【解析】1. 解：t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0到1s内，穿过线框的磁通量变小，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ab边的安培力水平向左 当在1s到2s内，磁感应强度的方向垂直线框平面向外，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ab边的安培力水平向右在下一个周期内，重复出现安培力先向左后向右根据F=BIL，知磁感应强度均匀变化，则安培力的大小均匀变化，故B正确，A、C、D错误 故选：B 穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，从而形成感应
6、电流由题意可知，磁感应强度是随着时间均匀变化的，所以感应电流是恒定的，则线框ab边所受的安培力与磁感应强度有一定的关系 安培力的方向由左手定则来确定，而感应电流方向则由楞次定律来确定当导线与磁场垂直放置时，若电流、导线长度不变时，安培力与磁感应强度成正比 2. 解：A、当条形磁铁水平向左靠近螺线管时，导致线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与它原来方向相反，再由右手螺旋定则可得，感应电流的方向即螺线管上端相当于电源正极，下端是负极与图示相同，故A正确； B、当条形磁铁水平向右远离螺线管时，导致线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与它原来方向相同，再由右手螺旋定则可得，感应电流的方向即螺线管上端相当
7、于电源负极，下端是正极与图示方向相反，故B错误； CD、同理，当垂直纸面向外或向里运动，均会导致穿过线圈的磁通量在减小，与B选项结论相同，故CD错误； 故选：A 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当磁铁向左运动，导致线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁铁向右运动，导致线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同，从而即可求解 解决本题的关键掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化也可从运动角度去分析：来拒去留当N极靠近时，则线圈上端相当于N极去抗拒，从而确定感应电流方向 3. 解：电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，
8、电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电， 所以线圈下端相当于电源的正极， 由题意可知，根据楞次定律，可得穿过线圈的磁通量在均匀增加； 线框产生的感应电动势：E=n； 油滴所受电场力：F=E场q， 对油滴，根据平衡条件得：q=mg； 所以解得，线圈中的磁通量变化率的大小为：=故A正确，BCD错误； 故选：A 由题意可知，线圈置于竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律E=n会产生稳定的电动势，小球受到向上的电场力，根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，欧姆定律等等电磁感应与电路、电场的基本规律；还会用楞次定律判端电动势的方向注意感应电动
9、势与电场强度符号容易混淆同时要注意电容器的电压不是线圈产生的感应电动势 4. 解：根据法拉第电磁感应定律， 则04s内线圈中感应电动势E1=0.001V， 由I=A=0.001A=10-3A； 同理，5s末线圈中感应电动势E2=0.004V； 那么由I=，感应电流I2=A=0.004A=410-3A； 根据焦耳定律，则有：+= 代入数据，解得：I=A； 而由法拉第电磁感应定律，06s内线圈中感应电动势E3=； 感应电流的平均值=； 故答案为：10-3、410-3、 根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，即可求解感应电流大小，再根据热效应，结合焦耳定律，即可求解电流有效值 考查法拉第电磁感应
10、定律，闭合电路欧姆定律的应用，理解平均感应电动势求解方法，掌握有效值的含义 5. （1）金属棒未进入磁场时，由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势的大小，由电路的性质可得出电阻，则可求得通过灯泡的电流； （2）由题意可知金属棒应恰好匀速运动，由灯泡中的电流可求得电路中的总电流，由F=BIL可求得安培力，则可求得拉力； （3）由欧姆定律求出感应电动势，然后由E=BLv的变形公式求出金属棒的速度 （4）由欧姆定律可求得电路中的电动势，由E=BLv可求得导体棒的速度，则可求得匀加速运动过程的加速度，再由牛顿第二定律可求得质量； 本题考查的问题较多，但多为基础知识的应用，掌握好法拉第电磁感应定律、安培力、闭合电路的欧姆定律及电路的性质即可顺利求解
