解析）新人教版选修3_2.doc

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1、1法拉第电磁感应定律一、单项选择题1关于感应电动势，下列说法中正确的是( )A电源电动势就是感应电动势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定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势解析：选 B 电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，所以 A 错误；在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，即使没有感应电流，也可以有感应电动势，B 正确，C 错误；电路中的电流可能是由化学电池或其它电池作为电源提供的，所以有电流不一定有感应电动势，D 错误。2下列说法正确的是( )A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通

2、量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大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解析：选 D 线圈中产生的感应电动势 E n ，即 E 与 成正比，与 或 t t的大小无直接关系；磁通量变化得越快，即 越大，产生的感应电动势越大，故只有 D t正确。3如图甲所示线圈的匝数 n100，横截面积 S50 cm2，线圈总电阻 r10 ，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按如图乙所示规律变化，则在开始的 0.1 s 内( )A磁通量的变化量为 0.25 WbB磁通量的变化率为 2.5102 Wb/sC a、 b

3、 间电压为 0D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：选 D 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设 2 B2S 为正，则线圈中磁通量的变化量为 B2S( B1S)，代入数据即 (0.10.4)5010 4 2Wb2.510 3 Wb，A 错误；磁通量的变化率 Wb/s2.510 2 t 2.510 30.1Wb/s，B 错误；根据法拉第电磁感应定律可知，当 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 且恒定，C 错误；在 a、 b 间接一个理 t想电流表时相当于 a、 b 间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总

4、电阻，故感应电流大小 I 0.25 A，D 正确。Er4.如图所示，将一半径为 r 的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为 B 的匀强磁场中用力握中间使其变成“8”字形状，并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为 R，则此过程中流过环的电荷量为( )A. B. r2BR r2B2RC0 D.3 r2B4R解析：选 B 通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，因此， B r22 B 2 B r2，电荷量 q 。B 正确。(r2) 12 R r2B2R5.如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨 ab、 dc， bd 间连有一固定电阻 R，导轨电阻忽略不计。 MN 为放在 ab 和 dc

5、上的一导体棒，与 ab 垂直，连入两导轨间的电阻也为 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 做匀速运动，令 U 表示 MN 两端电压的大小，则( )A U vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d12B U vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b12C U vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 dD U vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b解析：选 A 题目中的导体棒相当于电源，其感应电动势 E Blv，其内阻等于 R，则U ，电流方向用右手定则判

6、断，易知流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d，A 正确。Blv26一单匝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3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，线框中感应电动势的比值为( )A. B1 C2 D412解析：选 B 根据法拉第电磁感应定律 E ，设初始时刻磁感应强度为 B0，线框 t面积为 S0，则第一种情况下的感应电动势为 E1 B0S0；第二种情况 BS t 2B0 B0 S01下的感应电动势为 E2 B0S0，所以两种情况下线

7、框中的感应电动势B S t 2B0 S0 S021相等，比值为 1，故选项 B 正确。7.如图所示，在半径为 R 的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场未画出)，磁感应强度 B 随时间 t 变化关系为 B B0 kt。在磁场外距圆心O 为 2R 处有一半径恰为 2R 的半圆导线环(图中实线)，则导线环中的感应电动势大小为( )A0 B k R2C. D2 k R2k R22解析：选 C 由 E n R2k，可知选项 C 正确。 t BS t 128如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在 t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地

8、增大到 2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A. B.Ba22 t nBa22 tC. D.nBa2 t 2nBa2 t解析：选 B 线圈中产生的感应电动势 E n n S n ， t B t 2B B t a22 nBa22 t选项 B 正确。二、多项选择题9.如图所示，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( )A第一次线圈中的磁通量变化较快4B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：选 AB 两次

9、磁通量变化量相同，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 S，电流表不偏转，故感应电流为零，但感应电动势不为零，故 D 错误。10.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 随时间 t 的关系如图所示，则下列说法正确的是( )A在 t0 时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B在 t110 2 s 时刻，感应电动势最大C在 t210 2 s 时刻，感应电动势为零D在 0210 2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零解析：选 BC

10、 由法拉第电磁感应定律知，单匝线圈中 E ，故 t0 及 tt210 2 s 时刻， E0，A 错，C 对； t110 2 s， E 最大，B 对；0210 2 s 时间内 0，故 0，D 错。E11某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。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，该同学在计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是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测( )A在 t0.1 s

11、时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B在 t0.15 s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C在 t0.1 s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D在 t0.15 s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析：选 AC 根据图象可知， t0.1 s 时刻磁感应强度达到最大，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。故 A、C 正确。三、非选择题512.如图所示，水平放置的平行金属导轨相距 l0.50 m，左端接一电阻 R0.20 ，有一磁感应强度 B0.40 T 的匀强磁场，方向垂直于导轨平面。导体棒 ab 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动

12、，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当 ab 以 v4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab 棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；(3)维持 ab 棒做匀速运动的水平外力 F 的大小。解析：(1)根据法拉第电磁感应定律， ab 棒中的感应电动势为E Blv0.400.504.0 V0.80 V。(2)感应电流的大小为I A4.0 A。ER 0.800.20(3)ab 棒受安培力F 安 BIl0.404.00.50 N0.80 N由于 ab 以 v4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动，故水平外力 F 的大小也为 0.80 N。答案：(1)0.80 V (2)4.0

13、A (3) 0.80 N13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向竖直向下，在磁场中有一边长为 l 的正方形导线框， ab 边质量为 m，其余边质量不计， cd边有固定的水平轴，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，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间 t 运动到竖直位置，此时ab 边的速度为 v，求：(1)此过程中导线框产生的平均感应电动势的大小；(2)导线框运动到竖直位置时感应电动势的大小。解析：(1)水平位置 1 BS Bl2，转到竖直位置 20 2 1 Bl2根据法拉第电磁感应定律，有 E t Bl2t平均感应电动势的大小为 。Bl2t(2)转到竖直位置时， bc、 ad 两边不切割磁感线， ab 边垂直切割磁感线，且速度为v，故感应电动势 E Blv。答案：(1) (2) BlvBl2t6