高中物理教科版2第一章電磁感應(yīng) 學(xué)業(yè)分層測評2法拉第電磁感應(yīng)定律

學(xué)業(yè)分層測評(二)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于某一閉合電路中感應(yīng)電動勢E的大小，下列說法中正確的是()A．E跟穿過這一閉合電路的磁通量的大小成正比B．E跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量大小成正比C．E跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D．某時刻穿過線圈的磁通量為零，該時刻E一定為零【解析】磁通量變化量表示磁通量變化的大小，磁通量變化率表示磁通量變化的快慢．感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比，和磁通量及其變化量都無必然聯(lián)系．【答案】C2．穿過單匝閉合線圈的磁通量在6秒鐘內(nèi)均勻地增大12Wb，則()【導(dǎo)學(xué)號：31310013】A．線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增大B．線圈中的感應(yīng)電流將均勻增大C．線圈中的感應(yīng)電動勢將保持2V不變D．線圈中的感應(yīng)電流將保持2A不變【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，得E＝2V，故A、B錯，C對；因線圈電阻不一定等于1Ω，故D錯．【答案】C3．下列選項中所標(biāo)的導(dǎo)體棒的長度為L，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，棒運(yùn)動的速度均為v，則產(chǎn)生的電動勢為BLv的是()【解析】當(dāng)B、L、v三個量方向相互垂直時，E＝BLv；A選項中B與v不垂直；B選項中B與L平行，E＝0；C選項中B與L不垂直；只有D選項中三者互相垂直，D正確．【答案】D4．一根導(dǎo)體棒ab在垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場中自由下落，并始終保持水平方向且與磁場方向垂直．如圖1-3-13所示，則ab兩端的電壓U()【導(dǎo)學(xué)號：31310014】圖1-3-13A．U＝0B．U保持不變C．U越來越大D．U越來越小【解析】由U＝E＝Blv及棒自由下落時v越來越大，可知U越來越大，C項正確．【答案】C5.(多選)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．兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖1-3-14所示．下列說法中正確的是()圖1-3-14A．若A線圈中輸入電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B．只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢C．A中電流越大，B中感應(yīng)電動勢越大D．A中電流變化越快，B中感應(yīng)電動勢越大【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件，只有處于變化的磁場中，B線圈中才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，A錯，B對；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通量變化率，所以C錯，D對．【答案】BD6．(多選)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖1-3-15所示，則0～D過程中()【導(dǎo)學(xué)號：31310015】圖1-3-15A．線圈中0時刻感應(yīng)電動勢為零B．線圈中D時刻感應(yīng)電動勢為零C．線圈中D時刻感應(yīng)電動勢最大D．線圈中0至D時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢為V【解析】線圈中0時刻切線斜率最大，即磁通量的變化率為最大，則感應(yīng)電動勢最大，D時刻磁通量的變化率為零，則感應(yīng)電動勢為零，故A、C錯誤，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2×10－3,V＝V，故D正確．【答案】BD7．(2023·達(dá)州高二期末)一根彎成直角的導(dǎo)線放在B＝T的勻強(qiáng)磁場中，如圖1-3-16所示，導(dǎo)線ab＝30cm，bc＝40cm當(dāng)導(dǎo)線以5m/s的速度做切割磁感線運(yùn)動時可能產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢的值為()圖1-3-16A．伏 B．伏C．伏 D．伏【解析】由ab＝30cm，bc＝40cm則ac＝50cm.當(dāng)切割磁感線的有效長度L＝ac＝50cm，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大Em＝BLv＝××5V＝V，B對．【答案】B8．(多選)(2023·南充高二檢測)如圖1-3-17所示，一正方形的線圈的一邊恰在一磁場邊緣，勻強(qiáng)磁場方向垂直于線圈平面，在將線圈拉出磁場過程中，哪些辦法可使線圈中的感應(yīng)電流增大為原來的兩倍()圖1-3-17【導(dǎo)學(xué)號：31310016】A．僅使線圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀禕．僅使導(dǎo)線的橫截面積變?yōu)樵瓉淼膬杀禖．僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼膬杀禗．僅使拉線圈的速度變?yōu)樵瓉淼膬杀丁窘馕觥坑蒊＝eq\f(E,R)＝eq\f(NBLv,R)，R＝ρeq\f(4NL,S)得I＝eq\f(BvS,4ρ)，由此可分析得B、C、D正確，A錯．【答案】BCD[能力提升]9．(多選)如圖1-3-18所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是()圖1-3-18A．感應(yīng)電流大小不變B．CD段直導(dǎo)線始終不受安培力C．感應(yīng)電動勢最大值Emax＝BavD．感應(yīng)電動勢平均值eq\o(E,\s\up6(－))＝eq\f(1,4)πBav【解析】在半圓形閉合回路進(jìn)入磁場的過程中磁通量不斷增加，始終存在感應(yīng)電流，由左手定則可知CD邊始終受到安培力作用，選項B錯；有效切割長度如圖所示，所以進(jìn)入過程中l(wèi)先逐漸增大到a，然后再逐漸減小為0，由E＝Blv，可知最大值Emax＝Bav，最小值為0，故選項A錯，選項C對；平均感應(yīng)電動勢為eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(\f(1,2)B·πa2,\f(2a,v))＝eq\f(1,4)πBav，選項D對．【答案】CD10．(2023·江蘇高考)如圖1-3-19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Δt時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為()圖1-3-19【導(dǎo)學(xué)號：31310017】\f(Ba2,2Δt) \f(nBa2,2Δt)\f(nBa2,Δt) \f(2nBa2,Δt)【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律解題．線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n·eq\f(ΔB,Δt)·S＝n·eq\f(2B－B,Δt)·eq\f(a2,2)＝eq\f(nBa2,2Δt)，故選項B正確．【答案】B11.如圖1-3-20，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率eq\f(ΔB,Δt)的大小應(yīng)為()圖1-3-20\f(4ωB0,π) \f(2ωB0,π)\f(ωB0,π) \f(ωB0,2π)【解析】當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，設(shè)半徑為r，導(dǎo)線框電阻為R，在很小的Δt時間內(nèi)，轉(zhuǎn)過圓心角Δθ＝ωΔt，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流I1＝eq\f(B0ΔS,RΔt)＝eq\f(B0·πr2\f(Δθ,2π),RΔt)＝eq\f(B0r2ω,2R)；當(dāng)導(dǎo)線框不動，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時，同理可得感應(yīng)電流I2＝eq\f(ΔBS,RΔt)＝eq\f(ΔB·πr2,2RΔt)，令I(lǐng)1＝I2，可得eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0ω,π)，C對．【答案】C12.如圖1-3-21所示，導(dǎo)體棒ab長為L沿傾角為α的斜導(dǎo)軌以速度v下滑，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求：圖1-3-21【導(dǎo)學(xué)號：31310018】(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？【解析】將題給的立體圖示改畫成平面圖，如圖所示．(1)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上時，導(dǎo)體棒ab的速度方向與B是垂直的，則感應(yīng)電動勢E1＝BLv.(2)將棒的速度v分解為垂直于B和平行于B的兩個分量，只有垂直于B的速度分量v⊥＝vcosα才對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢有貢獻(xiàn)，所以E2＝BLv⊥＝BLvcosα.【答案】(1)BLv(2)BLvcosα13．(2023·成都高二檢測)如圖1-3-22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，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長度大于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，電路的固定電阻為R.其余電阻忽略不計．試求MN從圓環(huán)的左端滑動到右端的過程中電阻R上的電流的平均值及通過的電荷量．圖1-3-22【解析】由于ΔΦ＝B·ΔS＝B·π