物理人教版選修32　45電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況同步練習(xí)教師用卷

1、4.5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況同步練習(xí)一、單選題1. 關(guān)于感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列說法中正確的是()A. 只有當(dāng)電路閉合，且穿過電路的磁通量變化時，電路中才有感應(yīng)電動勢B. 只要穿過閉合電路中的磁通量不為零，閉合電路中就一定有感應(yīng)電流發(fā)生C. 不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量變化，電路中就有感應(yīng)電動勢D. 不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量變化，電路中就有感應(yīng)電流【答案】C【解析】解：A、不管電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生.故A錯誤    B、當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，而只有當(dāng)電路閉合，

2、電路中才有感應(yīng)電流.故B錯誤    C、只有穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中才有感應(yīng)電流.故C正確，D錯誤故選：C2. 如圖，閉合的圓線圈放在勻強(qiáng)磁場中，t=0時磁感線垂直線圈平面向里穿過線圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系圖線如圖所示，則在02s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向?yàn)? )A. 逐漸增大，逆時針B. 逐漸減小，順時針C. 大小不變，順時針D. 大小不變，先順時針后逆時針【答案】C【解析】【分析】變化的磁場產(chǎn)生電磁，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電磁，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向。解決本題的關(guān)鍵理解法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，并掌握楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，

3、難度不大，屬于基礎(chǔ)題。【解答】第1s內(nèi)，磁場的方向垂直于紙面向內(nèi)，且均勻減小，所以產(chǎn)生恒定的電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向；第2s內(nèi)，磁場的方向垂直于紙面向外，且均勻增加，所以產(chǎn)生恒定的電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向；由E=t=BSt可知，這2s內(nèi)感應(yīng)電動勢恒定，故產(chǎn)生的電流大小不變，方向一直為順時針，故C正確，ABD錯誤。 故選C。3. 關(guān)于線圈中的自感電動勢的大小，下列說法正確的是()A. 跟通過線圈的電流大小有關(guān)B. 跟線圈中的電流變化大小有關(guān)C. 跟線圈中的磁通量大小有關(guān)D. 跟線圈中的電流變化快慢有關(guān)【答案】D【解析】解：ABD、在自感系數(shù)一

4、定的條件下，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：通過導(dǎo)體的電流的變化率越大，產(chǎn)生的自感電動勢越大，與電流大小及電流變化的大小無關(guān)，故A錯誤，B也錯誤，D正確C、由法拉第電磁感應(yīng)定律，則線圈中的自感電動勢的大小，跟穿過線圈的磁通量大小無關(guān)，故C錯誤故選：D4. 如圖所示，用兩根相同的導(dǎo)線繞成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形閉合線圈A和B，兩線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，兩線圈中的感應(yīng)電流之比IA：IB為()A. n1n2B. n2n1C. n12n22D. n22n12【答案】B【解析】解：由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=nt=nBtR2，可知，感應(yīng)電動勢與半徑的平方成正比。而根據(jù)電阻定

5、律：線圈的電阻為r=LS=n2RS，線圈中感應(yīng)電流I=Er，由上綜合得到，感應(yīng)電流與線圈半徑成正比。即IA：IB=RA：RB；因相同導(dǎo)線繞成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形線圈，因此半徑與匝數(shù)成反比，故IA：IB=n2：n1；故選：B。5. 英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是(    )A. 0B. r2qk/2C. 2r2qkD

6、. r2qk【答案】D【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁場變化產(chǎn)生的感生電動勢為E= r2=kr2，小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小W=qE=r2qk，故選項(xiàng)D正確。6. 如圖甲，邊長為L的正方形線框水平放置，共有n匝，總電阻為R，線框面內(nèi)有垂直線框平面的磁場，磁感強(qiáng)度B的變化如圖乙，則在0t0時間內(nèi)，下列說法中正確的是()A. 線圈中有順時針方向的感應(yīng)電流B. 線圈中感應(yīng)電動勢不斷減小C. 通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量為nL2B0/RD. cd邊不受安培力作用【答案】C【解析】解：A、由圖可知，穿過線圈的磁場方向向外，在逐漸減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原

7、來磁場的變化，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也要向外，根據(jù)右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流應(yīng)逆時針方向.故A錯誤B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nBtS=nB0L2t0，即線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變.故B錯誤C、通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量為q=R=nB0L2R，故C正確D、線圈中有感應(yīng)電流，每個邊都受到安培力作用.故D錯誤故選：C7. 在絕緣水平桌面上放置如圖所示的電路，abdc為一質(zhì)量為m形狀為長方體的金屬導(dǎo)體電阻，電阻阻值為R，長度ab=x、寬度ac=L、厚度為d，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，空間內(nèi)存在豎直向下、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，接通電源后電阻不滑動，(已知此電阻單位體積內(nèi)有n個載流子，每個載流子的電荷

8、量為e)，以下分析錯誤的是()A. 電阻內(nèi)電流大小I=ER+rB. 電阻上a點(diǎn)和c點(diǎn)間電勢差為Uac=EBn(R+r)deC. 水平桌面和電阻間的動摩擦因數(shù)應(yīng)大于BExmg(R+r)D. 金屬導(dǎo)體電阻中的正電荷向右移動，電子向左移動【答案】D【解析】解：A、根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有I=ER+r，故A正確；B、根據(jù)電子受到的洛倫茲力等于電場力時，電子不會發(fā)生偏離，而電流的微觀表達(dá)式I=nLdevtt=nvLde，則有：Bev=eUacL，解得：Uac=EBn(R+r)de，故B正確；C、安培力大小等于靜摩擦力，而最大靜摩擦力f=N=mg，因此BIx<mg；解得：>BExmg(R+r

9、)，故C正確；D、導(dǎo)體電阻中的正電荷不定向移動，而電子向左移動，故D錯誤；本題選擇錯誤的，故選：D二、多選題8. 如圖所示，一個閉合環(huán)形線圈放在變化的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化如圖(a)所示.設(shè)在第1s內(nèi)磁感線垂直于線圈平面向里，如圖(b)所示.關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，下列說法中正確的是()A. 在02s內(nèi)大小保持不變B. 在02s內(nèi)方向保持不變C. 第1s內(nèi)不斷減小，第2s不斷增加D. 第1s內(nèi)為順時針方向，第2s內(nèi)為逆時針方向【答案】AB【解析】解：A、在02s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，Bt不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=t=BtS，S不變，可知，感應(yīng)電動勢也不變，根據(jù)閉合電路歐

10、姆定律判斷可知，感應(yīng)電流大小不變，故A正確B、01s內(nèi)，磁場的方向垂直于紙面向里，且B均勻減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向；12s內(nèi)，磁場的方向垂直于紙面向外，且B均勻增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向；故B正確CD、由上分析可知，CD均錯誤故選：AB9. 內(nèi)壁光滑，水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球，以速度v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間成正比增加的變化磁場，設(shè)運(yùn)動過程中小球帶電量不變，則以下說法正確的是(      )A. 小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓

11、力一定不斷增大B. 小球受到的磁場力一定不斷增大C. 小球先沿逆時針方向減速運(yùn)動一段時間后沿順時針方向加速運(yùn)動D. 電場力對小球先做負(fù)功后做正功【答案】CD【解析】【分析】變化的磁場產(chǎn)生感生電場，由楞次定律判斷出感生電場方向，然后判斷帶電小球受到的電場力方向，判斷小球的運(yùn)動性質(zhì)，然后判斷小球?qū)Νh(huán)的壓力如何變化，判斷小球受到的磁場力如何變化。本題考查了楞次定律的應(yīng)用，由楞次定律判斷出感生電場的方向，是正確解題的前提與關(guān)鍵；根據(jù)感生電場方向判斷出帶電小球受力方向，即可正確解題?！窘獯稹看鸥袘?yīng)強(qiáng)度豎直向上，B隨時間成正比增加，由楞次定律可知，變化的磁場產(chǎn)生的感生電場沿順時針方向；小球帶正電，小球所受

12、電場力沿順時針方向，與小球的運(yùn)動方向相反，小球做減速運(yùn)動，當(dāng)小球速度減小到零后，小球反向，即沿順時針方向加速運(yùn)動，速度不斷增加；A.小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，環(huán)對小球的彈力提供向心力，小球速度先減小后增大，小球所需向心力先減小后增大，環(huán)的彈力先減小后增大，小球?qū)Νh(huán)的壓力先減小后增大，故A錯誤；B.由于小球的速度先減小后增大，由洛倫茲力公式f=qvB可知，小球受到的磁場力先減小后增大，故B錯誤；C.小球先沿逆時針方向減速運(yùn)動，過一段時間后沿順時針方向加速運(yùn)動，故C正確；D.結(jié)合C選項(xiàng)可知電場力對小球先做負(fù)功后做正功 ，故D正確；故選CD。10. 磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈

13、圍繞在鋁框上，這樣做的目的是()A. 防止渦流而設(shè)計(jì)的B. 利用渦流而設(shè)計(jì)的C. 起電磁阻尼的作用D. 起電磁驅(qū)動的作用【答案】BC【解析】解：常用鋁框做骨架，當(dāng)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動.而塑料做骨架達(dá)不到電磁阻尼的作用，這樣做的目的是利用渦流，起到電磁阻尼作用，故BC正確，AD錯誤；故選：BC11. 在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1m2.線圈電阻為1。規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖甲所示。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。則以下說法正確的

14、是(   ) A. 在時間0.2s內(nèi)，I的最大值為0.01AB. 在時間35s內(nèi)，I的大小越來越小C. 前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01CD. 第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大【答案】AC【解析】感應(yīng)電動勢，S不變，為乙圖中圖線斜率絕對值；12. 如圖所示，一個匝數(shù)n=100匝的圓形線圈，面積S1=0.4m2，電阻r=1。在線圈中存在面積S2=0.3m2，垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3+0.15t。將線圈兩端a、b與一個阻值R=2的電阻相連接，b端接地。則下列說法正確的是A. 通過電阻R的電流方向向上B. 回路中的電流大小逐漸增大C.

15、 電阻R消耗的電功率為6.75WD. a端的電勢a =3V【答案】AD【解析】【分析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動勢；由楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流方向，然后判斷電勢高低；由熱功率求解電功率。本題考查了求電動勢、電勢、焦耳熱功率等，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、焦耳定律即可正確解題?！窘獯稹緽C.線圈產(chǎn)生的電動勢：E=nt=4.5v，電動勢恒定，電流恒定，故B錯誤；C.R上的電功率為：P=I2R=ER+r2R=4.5w，故C錯誤；AD.由楞次定律可知，電流沿順時針方向，b點(diǎn)電勢高，a點(diǎn)電勢低，電源外部電流由高電勢流向低電勢，故A正確，UR=IR=1.5×2=3v，UR=ba

16、，解得a=3v，故D正確。故選AD。三、計(jì)算題13. 如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中，在t時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻的增大到2B.求在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？【答案】解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=nt=nBtS=n2BBt·12a2=nBa22t?！窘馕觥勘绢}考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，根據(jù)感生電動勢公式求解即可。由法拉第電磁感應(yīng)定律，根據(jù)感生電動勢公式求解。14. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直.已知線圈的匝數(shù)N=100，邊長ab=1.0m、bc=0.5m，電阻r

17、=2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B在01s內(nèi)從零均勻變化到0.2T. 在15s內(nèi)從0.2T均勻變化到0.2T，取垂直紙面向里為磁場的正方向.求：(1)0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向；(2)在15s內(nèi)通過線圈的電荷量q；(3)在05s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q【答案】解：(1)在01s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率Bt=0.201T/s=0.2T/s，由于磁通量均勻變化，在01s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E1=Nt=NBtabbc=100×0.2×1×0.5=10V 根據(jù)楞次定律判斷得

18、知，線圈中感應(yīng)方向?yàn)槟鏁r針方向(2)在15s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率大小為Bt=0.2(0.2)4T/s=0.1T/s，由于磁通量均勻變化，在15s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：15s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E2=Nt=NBtabbc=100×0.1×1×0.5=5V 通過線圈的電荷量為q=I2t2=E2Rt2=52×4C=10C；(3)在01s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的焦耳熱為Q1=E12Rt1=1022×1J=50J 在15s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=E22Rt2=522×4J=50J故在05s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q=Q1+Q2=100J答：(1)0.5s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E為10V，感應(yīng)方向?yàn)槟鏁r針方向 (2)在15s內(nèi)通過線圈的電荷量q為10C (3)在05s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q為100J【解析】(1)由題可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率Bt，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律