高中物理 第1章 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用習(xí)題課 教科版選修32.doc

習(xí)題課法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一、基礎(chǔ)練1當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，下列說法中正確的是()a線圈中一定有感應(yīng)電流b線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)c感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化成正比d感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟線圈的電阻有關(guān)答案b解析穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無關(guān)，且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比2一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1 m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以10 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說法錯(cuò)誤的是()a一定為0.1 v b可能為零c可能為0.01 v d最大值為0.1 v答案a解析當(dāng)公式eblv中b、l、v互相垂直而導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大：emblv0.10.110 v0.1 v，考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系，b、c、d正確，a錯(cuò)3無線電力傳輸目前取得重大突破，在日本展出了一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置，原理示意圖如圖1所示下列說法正確的是()圖1a若a線圈中輸入電流，b線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)b只有a線圈中輸入變化的電流，b線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ca中電流越大，b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大da中電流變化越快，b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大答案bd解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件，只有處于變化的磁場(chǎng)中，b線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，a錯(cuò)，b對(duì)；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量變化率，所以c錯(cuò)，d對(duì)4閉合回路的磁通量隨時(shí)間t的變化圖象分別如圖2所示，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述，其中正確的是()圖2a圖甲回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變b圖乙回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變c圖丙回路中0t1時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)d圖丁回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小答案b解析因e，則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中0，即電動(dòng)勢(shì)e為0；圖乙中恒量，即電動(dòng)勢(shì)e為一恒定值；圖丙中e前e后；圖丁中圖象斜率先減后增，即回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減后增，故只有b選項(xiàng)正確5如圖3所示，pqrs為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以mn為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里，mn線與線框的邊成45角，e、f分別是ps和pq的中點(diǎn)關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，正確的說法是()圖3a當(dāng)e點(diǎn)經(jīng)過邊界mn時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大b當(dāng)p點(diǎn)經(jīng)過邊界mn時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大c當(dāng)f點(diǎn)經(jīng)過邊界mn時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大d當(dāng)q點(diǎn)經(jīng)過邊界mn時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大答案b解析當(dāng)p點(diǎn)經(jīng)過邊界mn時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大為sr，感應(yīng)電流達(dá)到最大6如圖4(a)所示，一個(gè)電阻值為r，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻r1連接成閉合回路線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)圖4求0至t1時(shí)間內(nèi)，(1)通過電阻r1上的電流大??；(2)通過電阻r1上的電荷量q及電阻r1上產(chǎn)生的熱量答案(1)(2)解析(1)由圖象分析可知，0至t1時(shí)間內(nèi).由法拉第電磁感應(yīng)定律有enns，而sr.由閉合電路歐姆定律有i1.聯(lián)立以上各式得，通過電阻r1上的電流大小i1.(2)通過電阻r1上的電量：qi1t1電阻r1上產(chǎn)生的熱量：qir1t1二、提升練7如圖5所示，a、b兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成，a有10匝，b有20匝，兩圓線圈半徑之比為21.均勻磁場(chǎng)只分布在b線圈內(nèi)當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻減弱時(shí)()圖5aa中無感應(yīng)電流ba、b中均有恒定的感應(yīng)電流ca、b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為21da、b中感應(yīng)電流之比為12答案bd解析只要穿過線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，因?yàn)榇艌?chǎng)變化情況相同，有效面積也相同，所以，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，又由于兩線圈的匝數(shù)和半徑不同，電阻值不同，根據(jù)歐姆定律，單匝線圈電阻之比為21，所以，感應(yīng)電流之比為12.因此正確的答案是b、d.8在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)接有電容器的導(dǎo)線回路，如圖6所示，已知電容c30 f，回路的長(zhǎng)和寬分別為l15 cm，l28 cm，磁場(chǎng)變化率為5102 t/s，則()圖6a電容器帶電荷量為2109 cb電容器帶電荷量為4109 cc電容器帶電荷量為6109 cd電容器帶電荷量為8109 c答案c解析回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩板間的電壓，uel1l251020.050.08 v2104 v電容器的電荷量為qcuce301062104 c6109 c，c選項(xiàng)正確9單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖7所示，則od過程中()圖7a線圈中o時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大b線圈中d時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零c線圈中d時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大d線圈中o至d時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4 v答案abd解析由法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈中o至d時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e v0.4 v由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的物理意義知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的大小和磁通量的改變量均無必然聯(lián)系，僅由磁通量的變化率決定，而任何時(shí)刻磁通量的變化率就是t圖象上該時(shí)刻切線的斜率不難看出，o點(diǎn)處切線斜率最大，d點(diǎn)處切線斜率最小為零，故a、b、d選項(xiàng)正確10用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為l或2l的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖8所示在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，m、n兩點(diǎn)間的電壓分別為ua、ub、uc和ud.下列判斷正確的是()圖8auaubucud buaubuduccuaubucud dubuauduc答案b解析每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，僅有mn邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其余三條邊是外部電路，m、n兩點(diǎn)間的電壓大小不等于mn邊上電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)等于外部電路上的電壓即路端電壓設(shè)長(zhǎng)度為l導(dǎo)線電阻為r，邊長(zhǎng)為l的導(dǎo)線切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e，邊長(zhǎng)為2l的導(dǎo)線切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2e，則ua3re，ub5re，uc6r，ud4re，所以u(píng)aubuduc，選項(xiàng)b正確11如圖9甲所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積s20 cm2，電阻r1.5 ，與螺線管串聯(lián)的外電阻r13.5 ，r225 .方向向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，試計(jì)算電阻r2的電功率圖9答案1.0 w解析穿過螺線管磁通量均勻增加，螺線管上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)把螺線管視為電源，由閉合電路歐姆定律可求出通過螺線管回路電流，從而求出r2消耗電功率及a、b兩點(diǎn)電勢(shì)螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度b均勻增加，其變化率2 t/s.由法拉第電磁感應(yīng)定律，螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)enns1 5002010426.0 v通過螺線管回路的電流i0.2 a電阻r2上消耗的功率p2i2r2(0.2)2251.0 w12如圖10所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線mn以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左向右勻速滑動(dòng)，電路的固定電阻為r.其余電阻忽略不計(jì)試求mn從圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻r上的電流強(qiáng)度的平均值及通過的電荷量圖10答案解析由于bsbr2，完成這一變化所用的