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专题限时训练(十三) 电磁感应定律的综合应用(一)
(限时45分钟)
一、单项选择题(每小题6分,共30分)
1.(2015·江苏单科) 如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( )
A B
C D
答案:A
解析:磁场发生微小变化时,因各选项中载流线圈在磁场中的面积不同,由法拉第电磁感应定律E=neq \f(ΔΦ,Δt)=neq \f(ΔB·S,Δt)知载流线圈在磁场中的面积越大,产生的感应电动势越大,感应电流越大,载流线圈中的电流变化越大,所受的安培力变化越大,天平越容易失去平衡,由题图可知,选项A符合题意.
2.(2014·全国理综)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落,条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A.均匀增大
B.先增大,后减小
C.逐渐增大,趋于不变
D.先增大,再减小,最后不变
答案:C
解析:竖直圆筒相当于闭合电路,磁铁穿过闭合电路,产生感应电流,根据楞次定律,磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的阻力,开始时磁铁的速度小,产生的感应电流也小,阻力也小,磁铁加速运动,随着速度的增大,产生的感应电流增大,阻力也增大,直到阻力等于磁铁重力时,磁铁匀速运动,C正确.
3.(2015·长春质量检测)如图所示,用一根横截面积为S的粗细均匀的硬导线做成一个半径为R的圆环,把圆环一半置于均匀变化的磁场中,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小随时间的变化率eq \f(ΔB,Δt)=k(k0),ab为圆环的一条直径,导线的电阻率为ρ,则下列说法中正确的是( )
A.圆环具有扩张的趋势
B.圆环中产生逆时针方向的感应电流
C.图中a、b两点间的电压大小为eq \f(1,2)kπR2
D.圆环中感应电流的大小为eq \f(kRS,4ρ)
答案:D
解析:由题意,通过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,圆环有收缩的趋势,且产生顺时针方向的感应电流,故A、B项错误;a、b之间的电压是路端电压,不是感应电动势,Uab=eq \f(1,2)E=eq \f(1,4)kπR2,故C项错误;感应电流I=eq \f(E,r),E=eq \f(1,2)kπR2,r=ρeq \f(2πR,S),可得I=eq \f(kRS,4ρ),故D项正确.
4.
(2015·山西四校联考)矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图甲所示.磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4 s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定以向左为安培力正方向)可能是下面选项中的( )
答案:D
解析:0~1 s,导线框的磁通量减小,根据楞次定律,导线框ad边受到向左的安培力来阻碍磁通量的减小,安培力为正值.根据法拉第电磁感应定律可知:导线框产生恒定的电流I,由安培力F=BIL可知,安培力F大小的变化情况和磁感应强度B大小的变化情况一致,线性减小.1~2 s,导线框的磁通量增大,根据楞次定律,导线框ad边受到向右的安培力来阻碍磁通量的增大,安培力为负值,根据法拉第电磁感应定律可知:导线框产生恒定的电流I,由安培力F=BIL可知,安培力F大小的变化情况和磁感应强度B大小的变化情况一致,线性增大.2~3 s,导线框的磁通量减小,根据楞次定律,导线框ad边受到向左的安培力来阻碍磁通量的减小,安培力为正值,根据法拉第电磁感应定律可知:导线框产生恒定的电流I,由安培力F=BIL可知,安培力F大小的变化情况和磁感应强度B大小的变化情况一致,线性减小.3~4 s,导线框的磁通量增大,根据楞次定律,导线框ad边受到向右的安培力来阻碍磁通量的增大,安培力为负值,根据法拉第电磁感应定律可知:导线框产生恒定的电流I,由安培力F=BIL可知,安培力F大小的变化情况和磁感应强度B大小的变化情况一致,线性增大,选项D正确,A、B、C错误.
5.(2015·重庆理综) 如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S.若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa-φb( )
A.恒为eq \f(nS?B2-B1?,t2-t1)
B.从0均匀变化到eq \f(nS?B2-B1?,t2-t1)
C.恒为-eq \f(
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