【物理】2019届一轮复习人教版　法拉第电磁感应定律的应用学案

【物理】2019届一轮复习人教版　法拉第电磁感应定律的应用学案

习题课　法拉第电磁感应定律的应用 一、基础练 ‎1．当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是(　　)‎ A．线圈中一定有感应电流 B．线圈中一定有感应电动势 C．感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比 D．感应电动势的大小跟线圈的电阻有关 答案　B 解析　穿过闭合电路的磁通量发生变化时才会产生感应电流，感应电动势与电路是否闭合无关，且感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．‎ ‎2．一根直导线长‎0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以‎10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．一定为0.1 V B．可能为零 C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V 答案　A 解析　当公式E＝BLv中B、L、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大：Em＝BLv＝0.1×0.1×10 V＝0.1 V，考虑到它们三者的空间位置关系，B、C、D正确，A错．‎ ‎3．无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1所示．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势 B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势 C．A中电流越大，B中感应电动势越大 D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大 答案　BD 解析　根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C错，D对．‎ ‎4．闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图象分别如图2所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．图甲回路中感应电动势恒定不变 B．图乙回路中感应电动势恒定不变 C．图丙回路中0～t1时间内感应电动势小于t1～t2时间内感应电动势 D．图丁回路中感应电动势先变大后变小 答案　B 解析　因E＝，则可据图象斜率判断知图甲中＝0，即电动势E为0；图乙中 ‎＝恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前>E后；图丁中图象斜率先减后增，即回路中感应电动势先减后增，故只有B选项正确．‎ ‎5．如图3所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里，MN线与线框的边成45°角，E、F分别是PS和PQ的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是(　　)‎ 图3‎ A．当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大 B．当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大 C．当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大 D．当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大 答案　B 解析　当P点经过边界MN时，切割磁感线的有效长度最大为SR，感应电流达到最大．‎ ‎6．如图4(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计．‎ 图4‎ 求0至t1时间内，‎ ‎(1)通过电阻R1上的电流大小；‎ ‎(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量．‎ 答案　(1)　(2)　 解析　(1)由图象分析可知，0至t1时间内＝.由法拉第电磁感应定律有 E＝n＝n·S，而S＝πr.由闭合电路欧姆定律有I1＝.联立以上各式得，通过电阻R1上的电流大小I1＝.‎ ‎(2)通过电阻R1上的电量：q＝I1t1＝ 电阻R1上产生的热量：Q＝IR1t1＝ 二、提升练 ‎7．如图5所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2∶1.均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时(　　)‎ 图5‎ A．A中无感应电流 B．A、B中均有恒定的感应电流 C．A、B中感应电动势之比为2∶1‎ D．A、B中感应电流之比为1∶2‎ 答案　BD 解析　只要穿过线圈内的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势和感应电流，因为磁场变化情况相同，有效面积也相同，所以，每匝线圈产生的感应电动势相同，又由于两线圈的匝数和半径不同，电阻值不同，根据欧姆定律，单匝线圈电阻之比为2∶1，所以，感应电流之比为1∶2.因此正确的答案是B、D.‎ ‎8．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图6所示，已知电容C＝30 μF，回路的长和宽分别为l1＝‎5 cm，l2＝‎8 cm，磁场变化率为5×10－2 T/s，则(　　)‎ 图6‎ A．电容器带电荷量为2×10－‎‎9 C B．电容器带电荷量为4×10－‎‎9 C C．电容器带电荷量为6×10－‎‎9 C D．电容器带电荷量为8×10－‎‎9 C 答案　C 解析　回路中感应电动势等于电容器两板间的电压，U＝E＝＝·l‎1l2＝5×10－2×0.05×0.08 V＝2×10－4 V．电容器的电荷量为q＝CU＝CE＝30×10－6×2×10－‎4 C＝‎ ‎6×10－‎9 C，C选项正确．‎ ‎9．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图7所示，则O～D过程中(　　)‎ 图7‎ A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零 C．线圈中D时刻感应电动势最大 D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V 答案　ABD 解析　由法拉第电磁感应定律知，线圈中O至D时间内的平均感应电动势E＝＝ V＝0.4 V．由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率决定，而任何时刻磁通量的变化率就是Φ－t图象上该时刻切线的斜率．不难看出，O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小为零，故A、B、D选项正确．‎ ‎10．用相同导线绕制的边长为L或‎2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图8所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是(　　)‎ 图8‎ A．Ua

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