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法拉第电磁感应定律课后训练案巩固提升A组20分钟
1.多选下列叙述是影响感应电动势大小的因素的是 A.磁通量的大小B.磁通量的变化率C.电路是否闭合D.线圈的匝数多少解析:单匝线圈感应电动势的大小与磁通量的变化率有关变化越快感应电动势越大;多匝线圈可认为是多个感应电动势的叠加故B、D项正确答案:BD
2.多选关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是 A.穿过导体框的磁通量为零的瞬间线框中的感应电动势有可能很大B.穿过导体框的磁通量越大线框中的感应电动势一定越大C.穿过导体框的磁通量的变化量越大线框中的感应电动势一定越大D.穿过导体框的磁通量的变化率越大线框中的感应电动势一定越大解析:本题主要考查对磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的理解感应电动势的大小与磁通量的大小无关而是与磁通量的变化率成正比当导体框的磁通量为零的瞬间线框中的感应电动势可能很大答案:AD
3.多选当穿过线圈的磁通量发生变化时则 A.线圈中一定有感应电流B.线圈中一定有感应电动势C.感应电动势的大小与线圈的电阻有关D.如有感应电流则其大小与线圈的电阻有关解析:若不是闭合回路则没有感应电流选项A错;感应电动势的大小与线圈的电阻无关选项C错答案:BD
4.关于感应电动势的大小下列说法正确的是 A.穿过闭合回路的磁通量最大时其感应电动势一定最大B.穿过闭合回路的磁通量为零时其感应电动势一定为零C.穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时其感应电动势一定为零D.穿过闭合回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:磁通量大小与感应电动势大小不存在内在的联系故A、B项错误;当磁通量由不为零变为零时闭合回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项错误D项正确答案:D
5.A、B两个单匝闭合线圈穿过A线圈的磁通量由0增加到3×103Wb穿过B线圈的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是 A.EAEB B.EA=EBC.EAEBD.无法确定解析:由于两种情况下磁通量发生变化所对应的时间未知故无法比较两线圈中磁通量变化快慢答案:D
6.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁磁场方向向下并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈下列说法中不正确的是 A.列车运动时通过线圈的磁通量会发生变化B.列车速度越快通过线圈的磁通量变化越快C.列车运动时线圈中会产生感应电动势D.线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关解析:列车运动时安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化;列车速度越快通过线圈的磁通量变化越快根据法拉第电磁感应定律可知由于通过线圈的磁通量发生变化线圈中会产生感应电动势感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比与列车的速度有关由以上分析可知选项A、B、C正确选项D不正确答案:D
7.导学号66824051穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图
①~
④所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述正确的是 A.图
①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图
②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图
③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图
④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析:在图
①中=0感应电动势为零故选项A错;在图
②中为一定值故感应电动势不变选项B错;在图
③中0~t1内的比t1~t2内的大选项C错;在图
④中图线上各点切线的斜率绝对值先变小后变大故选项D对答案:D
8.如图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈第一次用
0.05s第二次用
0.1s设插入方式相同试求:1两次线圈中平均感应电动势之比2两次线圈之中电流之比解析:1由法拉第电磁感应定律得2利用欧姆定律可得答案:12∶1 22∶
19.导学号66824052桌面上放一个单匝线圈线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁铁此时线圈内的磁通量为
0.04Wb;把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时线圈内的磁通量为
0.12Wb分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势大小1把条形磁铁从图中位置在
0.5s内放到线圈内的桌面上2换用10匝的矩形线圈线圈面积和原单匝线圈相同把条形磁铁从图中位置在
0.1s内放到线圈内的桌面上解析:1线圈中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=
0.12Wb-
0.04Wb=
0.08Wb产生的感应电动势为E=V=
0.16V2线圈匝数为10匝运动时间为
0.1s时线圈中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=
0.12Wb-
0.04Wb=
0.08Wb产生的感应电动势为E=n=10×V=8V答案:
10.16V 28VB组15分钟
1.多选将一磁铁缓慢或者迅速插到闭合线圈中的同一位置处不发生变化的物理量是 A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率C.感应电流的大小D.流过导体横截面的电荷量解析:将磁铁插到闭合线圈的同一位置磁通量的变化量相同而用的时间不同所以磁通量的变化率不同感应电流I=感应电流的大小不同流过线圈横截面的电荷量Q=I·Δt=两次磁通量的变化量相同电阻不变所以Q与磁铁插入线圈的快慢无关答案:AD
2.多选单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动转轴垂直于磁场线圈所围面积内的磁通量随时间变化的规律如图所示则 A.O时刻线圈中感应电动势最大B.D时刻线圈中感应电动势最大C.D时刻线圈中感应电动势为零D.O到D时间内线圈中的平均感应电动势为
0.4V解析:E=而恰是Φ-t图线的切线斜率故切线斜率值越大感应电动势越大图中D时刻Φ最大而最小等于零;0时刻Φ为零而最大;0至D时间内线圈中的平均感应电动势为E=V=
0.4V答案:ACD
3.如图所示闭合导线框的质量可以忽略不计将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用
0.3s时间拉出外力所做的功为W1通过导线截面的电荷量为q1;第二次用
0.9s时间拉出外力所做的功为W2通过导线截面的电荷量为q2则 A.W1W2q1q2B.W1W2q1=q2C.W1W2q1=q2D.W1W2q1q2解析:两次拉出时磁通量的变化量ΔФ相同所用时间t1∶t2=1∶3由E=得E1∶E2=3∶1所以回路中电流之比为I1∶I2=3∶1由于线框被匀速拉出磁场故外力所做的功等于克服安培力所做的功有W=Fl=BIl·l=BIl2故有W1∶W2=I1∶I2=3∶1即W1W2又由q=得q1=q2C项正确答案:C
4.多选穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀地变化2Wb则 A.线圈中的感应电动势一定是每秒减小2VB.线圈中的感应电动势一定是2VC.线圈中的感应电流一定是每秒减小2AD.线圈中的感应电流一定是2A解析:由法拉第电磁感应定律知E=V=2V选项A错误B正确;由欧姆定律知I=A=2A选项C错误D正确答案:BD
5.导学号66824053多选一个面积S=4×10-2m2匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中磁场方向垂直于线圈平面磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示则下列判断正确的是 A.在开始2s内穿过线圈的磁通量变化率等于
0.08Wb/sB.在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8VD.在第3s末线圈中的感应电动势等于零解析:磁通量的变化率由图象知前2s的=2T/s所以=2×4×10-2Wb/s=
0.08Wb/sA项正确在开始的2s内磁感应强度B由2T减小到0又从0向反方向增加到2T所以这2s内的磁通量变化量为ΔΦ=ΔBS=[2--2]×4×10-2Wb=
0.16WbB项错在开始的2s内E=n=100×
0.08V=8VC项正确第3s末穿过线圈的磁感应强度为零、磁通量虽然为零但磁通量的变化率却不为零第3s末的感应电动势等于2~4s内的平均电动势E=n=nS=100×2×4×10-2V=8V所以D项错答案:AC
6.如图所示矩形线圈abcd质量为m宽为d在竖直平面内由静止自由下落其下方有如图所示的匀强磁场磁场上、下边界水平宽度也为d线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动那么在线圈穿越磁场的全过程中产生了多少电热解析:ab刚进入磁场就做匀速运动说明安培力与重力刚好平衡在下落2d的过程中动能不变重力势能全部转化为电能电能又全部转化为电热所以产生电热Q=2mgd答案:2mgd。
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