高中物理法拉第电磁感应定律例题试题总结.docVIP

法拉第电磁感应定律

一、根底练

1．当穿过线圈的磁通量发生变化时，以下说法中正确的选项是()

A．线圈中一定有感应电流B．线圈中一定有感应电动势

C．感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D．感应电动势的大小跟线圈的电阻有关

答案B解析穿过闭合电路的磁通量发生变化时才会产生感应电流，感应电动势与电路是否闭合无关，且感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．

2．一根直导线长0.1m，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，那么导线中产生的感应电动势的说法错误的选项是()

A．一定为0.1VB．可能为零C．可能为0.01VD．最大值为0.1V

答案A解析当公式E＝BLv中B、L、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大：Em＝BLv＝0.1×0.1×10V＝0.1V，考虑到它们三者的空间位置关系，B、C、D正确，A错．

3．(双选)无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供给系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力．两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图1所示．以下说法正确的选项是()

图1

A．假设A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势

B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势

C．A中电流越大，B中感应电动势越大

D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大

答案BD解析根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C错，D对．

4．闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图象分别如图2所示，关于回路中产生的感应电动势的以下论述，其中正确的选项是()

图2

A．图甲回路中感应电动势恒定不变B．图乙回路中感应电动势恒定不变

C．图丙回路中0～t1时间内感应电动势小于t1～t2时间内感应电动势D．图丁回路中感应电动势先变大后变小

答案B解析因E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，那么可据图象斜率判断知图甲中eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，即电动势E为0；图乙中eq\f(ΔΦ,Δt)＝恒量，即电动势E为一恒定值；图丙中E前E后；图丁中图象斜率eq\f(ΔΦ,Δt)先减后增，即回路中感应电动势先减后增，故只有B选项正确．

5．如图3所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里，MN线与线框的边成45°角，E、F分别是PS和PQ的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是()

图3

A．当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大B．当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大

C．当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大D．当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大

答案B解析当P点经过边界MN时，切割磁感线的有效长度最大为SR，感应电流到达最大．

6．如图4(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路．线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计．

图4

求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量．答案(1)eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0)从b到a

(2)eq\f(nB0πr\o\al(2,2)t1,3Rt0)eq\f(2n2B\o\al(2,0)π2r\o\al(4,2)t1,9Rt\o\al(2,0))解析(1)由图象分析可知，0至t1时间内eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0,t0).由法拉第电磁感应定律有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)·S，而S＝πreq\o\al(2,2).由闭合电路欧姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋R).联立以上各式得，通过电阻R1上的电流大小I1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2),3Rt0).由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向从b到a.(2)通过电阻R1上的电量：q＝I1t1＝eq\f(nB0πr\o\al(2,2)t1,3Rt0)电阻R1上产生的热量：Q＝Ieq\o\al(2,1)R1t1＝eq\f(2n2B\o\al(2,0)π2r\o\al(4,2)t1,9Rt\o\al(2,0))

二、提升