[创新设计]高中物理人教版选修3-2同步训练：4.5 法拉第电磁感应

对法拉第电磁感应定律的理解

1．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是( ) A．穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大 B．穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零

C．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零 D．穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零

解析 磁通量的大小与感应电动势的大小不存在内在的联系，故A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合电路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错，D对． 答案 D

ΔΦ

公式E＝n的应用

Δt

2．如图459甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图459乙所示变化，则在开始的0.1 s内( )

图459

A．磁通量的变化量为0.25 Wb B．磁通量的变化率为2.5×102Wb/s

－

C．a、b间电压为0

D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A

解析 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2＝B2S为正，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入数据即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×104Wb＝2.5×103Wb，A错；磁通

－

－

3

ΔΦ2.5×10－

量的变化率＝Wb/s＝2.5×102Wb/s，B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当

Δt0.1

－

ΔΦ

a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E＝n＝2.5 V且

Δt恒定，C错；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为E2.5

线圈的总电阻，故感应电流大小I＝＝ A＝0.25 A，D项正确．

r10

- 1 -

答案 BD

3．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图4510所示，则( )

图4510

A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在t＝1×102s时刻，感应电动势最大

－

C．在t＝2×102s时刻，感应电动势为零

－

D．在0～2×102s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零

－

ΔΦ－

解析 由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×102s时刻，E＝0，A错，C对；T

Δt＝1×102s，E最大，B对，0～2×102s，ΔΦ≠0，E≠0，D错．

－

－

答案 BC

公式E＝Blv的应用

4．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×105T.一灵敏电压表连接在当

－

地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过，设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是( ) A．电压表记录的电压为5 mV B．电压表记录的电压为9 mV C．河南岸的电势较高 D．河北岸的电势较高

解析 海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体在切割竖直向下的磁场，根据右手定则，北岸是正极，电势高，南岸电势低，所以C错误，D正确；根据法拉第电磁感应定律E＝Blv＝4.5×105×100×2 V＝9×103V，所以A错误，B正确．

－

－

答案 BD

5．如图4511所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将( )

- 2 -

图4511

A．越来越大 B．越来越小 C．保持不变 D．无法确定

解析 金属棒做平抛运动，水平速度不变，且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度，故感应电动势保持不变． 答案 C

(时间：60分钟)

题组一 对法拉第电磁感应定律的理解

1．如图4512所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2 s，第二次用时0.4 s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则( )

图4512

A．第一次线圈中的磁通量变化较快 B．第一次电流表G的最大偏转角较大 C．第二次电流表G的最大偏转角较大

D．若断开S，电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势

解析 磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较快，故A正确；感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流大，故B正确，C错误；断开电键，电流表不偏转，知感应电流为零，但感应电动势不为零，故D错误．故选AB. 答案 AB

2．穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图4513中的①～④所示，下列说法正确的是( )

图4513

A．图①有感应电动势，且大小恒定不变

- 3 -

B．图②产生的感应电动势一直在变大

C．图③在0～t1时间内的感应电动势是t1～t2时间内感应电动势的2倍 D．图④产生的感应电动势先变大再变小

ΔΦΔΦ

解析 感应电动势E＝，而对应Φt图象中图线的斜率，根据图线斜率的变化情况可得：

ΔtΔt①中无感应电动势；②中感应电动势恒定不变；③中感应电动势0～t1时间内的大小是t1～t2时间内大小的2倍；④中感应电动势先变小再变大． 答案 C

ΔΦ

题组二 公式E＝n的应用

Δt

3．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则( ) A．线圈中感应电动势每秒增加2 V B．线圈中感应电动势每秒减少2 V C．线圈中感应电动势始终为2 V

D．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V ΔΦΔΦ

解析 由E＝n知：恒定，n＝1，所以E＝2 V.

ΔtΔt答案 C

4．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势大小的比值为( ) 1

A. 2C．2

B．1 D．4

S

解析 设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2 s内ΔΦ2＝2B·2ΔΦ

－2B·S＝－BS.因为E＝n，所以两次电动势大小相等，B正确．

Δt答案 B

5．如图4－5－14所示，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rA∶rB＝2∶1，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的平面．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为( )

- 4 -

图4514

IAA.＝1 IBIA1C.＝ IB4

IAB.＝2 IBIA1D.＝ IB2

解析 A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均ΔΦΔB

为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，E＝＝

ΔtΔtEAElIAEArBIAS相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝，代入数值得

EBRS1IBEBrAIBrB1

＝＝. rA2答案 D

6．如图4－5－15甲所示，环形线圈的匝数n＝100，它的两个端点a和b间接有一理想电压表， …… 此处隐藏：1419字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……