44法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)9

1、第四章：電磁感應(yīng)4.4法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)91. 一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1m,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以10m/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)（）A. 一定為0.1VB.可能為零C.可能為0.01VD.最大值為0.1V答案：BCD當(dāng)公式E=Blv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：Em=Blv=0.1>0.1X0V=0.1V,考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系應(yīng)選B、C、D.一個(gè)電阻是R,半徑為r的單匝線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，若以線圈的直徑為軸旋轉(zhuǎn)180°，則在此過(guò)程中，導(dǎo)線橫截面上通過(guò)的電荷量為（）A.0A.0BtT

2、2B.RC.2B<2RDRE=號(hào)，平均電流彳=E答案：C由法拉第電磁感應(yīng)定律知，此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2故導(dǎo)線截面上通過(guò)的電荷量q=T也=警=籍12. 如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一個(gè)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B=B°+kt（k>0）隨時(shí)間變化，t=0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等，兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t,電容器P板（）A. 不帶電所帶電荷量與t成正比C.帶正電,C.帶正電,C.帶正電,電荷量是kL4兀D.帶負(fù)電,D.帶負(fù)電,D.帶負(fù)電,kL2C電何量是無(wú)答案：D答案：D磁感應(yīng)強(qiáng)度以B

3、=B°+kt（k>0）隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得£=號(hào)=號(hào)暗=kS,而L2,S=二經(jīng)時(shí)間電容器極板B=0.2T,磁場(chǎng)寬度L=3m,一正方形金屬框邊長(zhǎng)l=1m，每邊電阻r=0.2Q.求：P所帶電荷量Q=EC=咨C,由楞次定律可知，P板帶負(fù)電，故選項(xiàng)D正確.4兀勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示XX（1）畫出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的It圖線.（規(guī)定逆時(shí)針電流為正，要求寫出作圖依據(jù)）（2）畫出ab兩端電壓的Ut圖線.（要求寫出作圖依據(jù)）答案：見(jiàn)解析Ei解析：（1）金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)

4、區(qū)時(shí)Ei=Blv=2V,Ii=2.5A此電流的方向沿逆時(shí)針，即沿abcda方向.感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間：ti=0.1s金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)：E2=0,I2=0無(wú)電流持續(xù)的時(shí)間：t2=0.2sE3金屬框穿出磁場(chǎng)區(qū)時(shí)：E3=Blv=2V,I3=折=2.5A此電流的方向沿順時(shí)針，即沿dcbad方向.感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間：t3=0.1s規(guī)定電流方向逆時(shí)針為正，得It圖線如下圖所示UfvOJ0i20l3(i4d.5().6ifs!I（2）金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí)ab兩端的電壓U=hr=2.502V=0.5V金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab兩端的電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：U2=Blv=2V金屬框穿出磁場(chǎng)區(qū)時(shí)ab兩端的電壓

5、U3=E3I3r=1.5V由此得Ut圖線如下圖所示如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中MN、PQ是兩條平行的金屬導(dǎo)軌，而AB、CD為串有電流表、電壓表的兩根金屬棒，且與金屬導(dǎo)軌接觸良好.當(dāng)兩棒以相同速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，正確的是（）A. 電流表無(wú)讀數(shù),電流表有讀數(shù),電流表無(wú)讀數(shù),電流表無(wú)讀數(shù),B. 電流表無(wú)讀數(shù),C. 電流表有讀數(shù),D. 電流表無(wú)讀數(shù),E. 電流表無(wú)讀數(shù),AB間有電勢(shì)差,AB間有電勢(shì)差,AC間無(wú)電勢(shì)差,AC間有電勢(shì)差,電壓表無(wú)讀數(shù)電壓表有讀數(shù)電壓表無(wú)讀數(shù)電壓表有讀數(shù)答案：AC因?yàn)閮砂粢韵嗤俣冗\(yùn)動(dòng)，回路面積不變，所以感應(yīng)電流為零，根據(jù)電流表、電壓表的工作原理可知電流表、電壓表都無(wú)示數(shù).因?yàn)閮砂舳枷蛴?/p>

6、運(yùn)動(dòng)切割磁感線，所以兩棒都產(chǎn)生相同的電動(dòng)勢(shì)，極性都為上正、下負(fù)，所以AB間有電勢(shì)差，AC間無(wú)電勢(shì)差，A、C正確.穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)3. 如圖所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),系可用圖象表示，貝U()A. t=0時(shí)刻，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 一2，、-.B. 在t=1X10s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 一2.、-.，一C. 在t=2X10s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D. 在02X102s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零答案：BC由法拉第電磁感應(yīng)定律E=號(hào)可知E的大小與大小無(wú)關(guān)，與號(hào)成正比，t=0及t=2X102s時(shí)刻E=0,A錯(cuò)，C對(duì).t=1刈0"s時(shí)，

7、秘大，E最大，B對(duì).02X102s內(nèi)乒0,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，D錯(cuò).4. 設(shè)一單匝線圈內(nèi)磁通量變化情況如圖所示，則線圈中(1) 前3s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為.(2) 前4s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為.(3) 第4s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為.答案：(1)0.1V(2)0(3)0.3V解析：本題考查平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).由圖知0=0,_3=0.3Wb,O4=0,根據(jù)公式E=Wf礙：30030(1) 前3s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=V=0.1V.Z*Al3、，40-(2) 前4s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=一=0.(3) 第4s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小即第3s至第4s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，因?yàn)榈?s至第4s內(nèi)磁通量是均

8、勻變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變.所以第4s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E3=4；t3=土箜V=0.3V,即大小為0.3V.5. 如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線下懸掛一小球，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，圓錐的偏角為0,擺球的角速度為3,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小.解析：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線本身與磁場(chǎng)不垂直，應(yīng)考慮切割磁感線的有效長(zhǎng)度導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)'=Lsin0,據(jù)E=；BL23知，電動(dòng)勢(shì)E=；BL2詢答案：lBL2wsin206. 如圖所示的螺線管，匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm2,電阻r=1.5Q與螺線管串聯(lián)的外電阻&=3.5QR2=25Q螺線管中磁感線方向

9、向右，穿過(guò)螺線管中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖所示規(guī)律變化，試計(jì)算電阻R2上消耗的電功率.答案：1.0W解析：由圖知，螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻增加，其變化率號(hào)=622T/s=2T/s.由法拉第電磁感應(yīng)定律得，螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)l-AB4E=n/=nS=1500>20X10x2V=6.0V.通過(guò)螺線管回路的電流I=r+&+R2=15+35+25A=0.2A.電阻R2上消耗的功率P2=I2R2=(0.2)2X25W=1.0W.7. 下圖各情況中，電阻R=0.1Q運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度都為l=0.05m,做勻速運(yùn)動(dòng)的速度都為v=10m/s.除電阻R外，其余各部分電阻均不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.3T.試計(jì)算各情況中通過(guò)每個(gè)電阻R的電流大小和方向.答案：圖(a):0;圖(b):3A,方向沿順時(shí)針；圖(c):通過(guò)每個(gè)電阻的電流分別為0.15A,方向自上而下；圖(d):通過(guò)移動(dòng)電阻的電流為1A,方向自下而上，通過(guò)兩個(gè)固定電阻的電流分別為0.5A,方向自上而下解析：每根導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=Blv=0.3>0.05X|0V=0.15V.在圖(a)中，兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的方向相反，故總電動(dòng)勢(shì)為零，電流為零E03在圖(b)中，兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的萬(wàn)向相同，故總電動(dòng)勢(shì)為E總=2E=0.3