重難強(qiáng)化訓(xùn)練1　法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

1、.重難強(qiáng)化訓(xùn)練一法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用時(shí)間：60分鐘分值：100分一、選擇題此題共10個(gè)小題，每題6分，共60分.16題為單項(xiàng)選擇題，710題為多項(xiàng)選擇題1穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的曲線如圖11所示，在以下時(shí)間段內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小的是圖11A02 sB24 sC45 s D510 sD由公式En，結(jié)合圖像可知：02 s內(nèi)，E2.5 V；25 s內(nèi)，E5 V；510 s內(nèi)，E1 V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小2如圖12所示，將一個(gè)閉合金屬圓環(huán)從有界磁場(chǎng)中勻速拉出，第一次速度為v，通過(guò)金屬圓環(huán)某一截面的電荷量為q1，第二次速度為2v，通過(guò)金屬圓環(huán)某一截面的電荷量為q2，那么 圖12Aq1q212

2、Bq1q214Cq1q211 Dq1q221C由q·t·t得q，S為圓環(huán)面積，故q1q2.3如圖13所示，導(dǎo)體棒AB的長(zhǎng)為2R，繞O點(diǎn)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，OB長(zhǎng)為R，且O、B、A三點(diǎn)在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿(mǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直，那么AB兩端的電勢(shì)差大小為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622019】圖13A.BR2 B2BR2C4BR2 D6BR2CA點(diǎn)線速度vA·3R，B點(diǎn)線速度vBR，AB棒切割磁感線的平均速度2R，由EBLv得，AB兩端的電勢(shì)差大小為EB·2R·4BR2，C正確4如圖14所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁

3、感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用力握中間成“8字形金屬圓環(huán)未發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并使上、下兩圓環(huán)半徑相等假如環(huán)的電阻為R，那么此過(guò)程中流過(guò)環(huán)的電荷量為圖14A. B.C0 D.B流過(guò)環(huán)的電荷量只與磁通量的變化量和環(huán)的電阻有關(guān)，與時(shí)間等其他量無(wú)關(guān)，Br22·BBr2，因此，電荷量為q.5.如圖15所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB0ktk0隨時(shí)間變化，t0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等，兩板間的間隔 遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板圖15A不帶電B所帶電荷量與t成正比C電荷量是D電荷量是D磁感應(yīng)強(qiáng)度以BB

4、0ktk0隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：ESkS，而S，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量QEC，故D選項(xiàng)正確6如圖16所示，用粗細(xì)均勻，電阻率也一樣的導(dǎo)線繞制的直角邊長(zhǎng)為l或2l的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框a、b、c、d，以一樣的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在每個(gè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.以下判斷正確的選項(xiàng)是 圖16AUa<Ub<Uc<Ud BUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UcUd DUb<Ua<Ud<UcB此題考察電磁感應(yīng)問(wèn)題，意在考察考生的綜合分析才能由電阻定律，各個(gè)線框的電阻分別為Ra、Rb、R

5、c、Rd，設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，各線框MN邊有效切割長(zhǎng)度分別為l、l、2l、2l，各線框MN邊的內(nèi)阻分別為ra、rb、rc、rd，那么各邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為EaBlv、EbBlv、Ec2Blv、Ed2Blv，由閉合電路歐姆定律知，各線框中的感應(yīng)電流分別為Ia、Ib、Ic、Id，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為UaEaIara、UbEbIbrb、UcEcIcrc、UdEdIdrd，分別代入數(shù)據(jù)，可知Ua<Ub<Ud<Uc，應(yīng)選項(xiàng)B正確7如圖17所示，a、b是用同種規(guī)格的鋼絲做成的兩個(gè)同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為23，其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的

6、磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，那么 圖17Aa、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小之比為11Ba、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小之比為49Ca、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小之比為23Da、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小之比為32AD由法拉第電磁感應(yīng)定律得：EnnSnR2，n一樣，那么EaEbRR11，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)電阻定律，圓環(huán)的電阻為r，由于圓環(huán)中感應(yīng)電流I，以上綜合可得：IaIb32，故C錯(cuò)誤，D正確8如圖18所示是測(cè)量通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置：把一個(gè)很小的測(cè)量線圈放在待測(cè)處測(cè)量線圈平面與螺線管軸線垂直，將線圈與可以測(cè)量電荷量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，當(dāng)將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)K由位置1撥到位置2時(shí)，測(cè)得通過(guò)測(cè)量線圈

7、的電荷量為q.測(cè)量線圈的匝數(shù)為N，橫截面積為S，測(cè)量線圈和G串聯(lián)回路的總電阻為R.以下判斷正確的選項(xiàng)是 圖18A在此過(guò)程中，穿過(guò)測(cè)量線圈的磁通量的變化量qRB在此過(guò)程中，穿過(guò)測(cè)量線圈的磁通量的變化量C待測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為BD待測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為BBD由EN，EIR，qIt，得q，得，B正確；2BS，得B，D正確9如圖19甲所示，線圈的匝數(shù)n100匝，橫截面積S50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做如圖19乙所示規(guī)律變化，那么在開(kāi)場(chǎng)的0.1 s內(nèi) 甲乙圖19A磁通量的變化量為0.25 WbB磁通量的變化率為2.5×1

8、02 Wb/sCa、b間電壓為0D在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25 ABD通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，假設(shè)設(shè)2B2S為正，那么線圈中磁通量的變化量為B2SB1S，代入數(shù)據(jù)得0.10.4×50×104 Wb2.5×103 Wb，A項(xiàng)錯(cuò)誤；磁通量的變化率 Wb/s2.5×102 Wb/s，B項(xiàng)正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b連續(xù)開(kāi)時(shí)，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為En2.5 V且恒定，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I A0.

9、25 A，D項(xiàng)正確10如圖20所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與程度面成角，M、P兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計(jì)整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下t0時(shí)對(duì)金屬棒施一平行于導(dǎo)軌的外力F，金屬棒由靜止開(kāi)場(chǎng)沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)以下關(guān)于穿過(guò)回路abPMa的磁通量變化量、磁通量的瞬時(shí)變化率、通過(guò)金屬棒的電荷量q隨時(shí)間t變化以及a、b兩端的電勢(shì)差U隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622019】圖20A BCDBD設(shè)加速度為a，運(yùn)動(dòng)的位移xat2，磁通量變化量BLxBLat2，t2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B圖表

10、示的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故EBLat，故t，B項(xiàng)正確；Ut，Ut，D項(xiàng)正確；電荷量q，因?yàn)閠2，所以qt2，C項(xiàng)錯(cuò)誤二、非選擇題此題共2小題，共40分1120分小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平，如圖21甲所示，等臂天平的左臂為掛盤(pán)，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的程度邊長(zhǎng)L0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H0.3 m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤(pán)放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量重力加速度g取10 m/s2甲乙圖211為使電磁天平的量程到達(dá)最大為0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至

11、少為多少？2進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀一樣的線圈，總電阻R10 ，不接外電流，兩臂平衡如圖21乙所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤(pán)中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.【解析】1題中“電磁天平中的線圈受到安培力FN1B0IL由天平平衡可知：mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)解得：N125匝2由電磁感應(yīng)定律得：EN2N2Ld由歐姆定律得：I線圈受到的安培力FN2B0IL由天平平衡可得：mgNB0·代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s.【答案】125匝20.1 T/s122

12、0分如圖22所示，足夠長(zhǎng)的固定平行粗糙金屬雙軌MN、PQ相距d0.5 m，導(dǎo)軌平面與程度面夾角30°，處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)也為d的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌MN、PQ放置，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，棒的質(zhì)量m0.1 kg，電阻R0.1 ，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌上端連接電路如下圖電阻R1與燈泡電阻R2的阻值均為0.2 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.圖221求棒由靜止剛釋放瞬間下滑的加速度大小a；2假假設(shè)棒由靜止釋放并向下加速運(yùn)動(dòng)一段間隔 后，燈L的發(fā)光亮度穩(wěn)定，求此時(shí)燈L的實(shí)際功率P和棒的速率v. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622019】【解析】1棒由靜止剛釋放的瞬間速度為零