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2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)鞏固練習(xí) 新人教版選修4-4 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，電動(dòng)勢(shì)的單位V可以表示為（ ） A．T／s B．Wb／s C．Tm2／s D．Wbm2／s 2．如圖所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為的是（ ） A．乙和丁 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙 3．一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1 m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以10 m / 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0.1 V B．可能為零 C．可能為0.01 V D．最大值為0.1 V 4．穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則（ ） A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2 V B．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2 V C．線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 5．閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化圖象分別如圖所示，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述，其中正確的是 （ ） A．圖甲回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 B．圖乙回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 C．圖丙回路中0～t1，時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1～t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．圖丁回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小 6．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)接有電容器的導(dǎo)線回路，如圖所示，已知電容C=30μF，回路的長(zhǎng)和寬分別為=5 cm，=8 cm，磁場(chǎng)變化率為510－2 T／s，則（ ） A．電容器帶電荷量為210－9 C B．電容器帶電荷量為410－9 C C．電容器帶電荷量為610－9 C D．電容器帶電荷量為810－9 C 7．粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行。現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出過(guò)程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是（ ） 8．環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)在第1 s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里，如圖甲所示。若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，那么在第2 s內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流的大小和方向是（ ） A．大小恒定，逆時(shí)針?lè)较? B．大小恒定，順時(shí)針?lè)较? C．大小逐漸增加，順時(shí)針?lè)较? D．大小逐漸減小，逆時(shí)針?lè)较? 二、填空題 9．一個(gè)200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面成30角，若磁感應(yīng)強(qiáng)度在0.05 s內(nèi)由0.1 T增加到0.5 T，在此過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量的變化量是________Wb；磁通量的平均變化率是________Wb / s；線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是________V。 10．如圖所示，A、B兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)都為10匝，半徑RA=2RB，圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為EA∶EB=________，線圈中的感應(yīng)電流之比為IA∶IB=________。 三、解答題 11．如圖所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)，若AB以5 m / s的速度從O點(diǎn)開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長(zhǎng)，它們每米長(zhǎng)度的電阻都是0.2Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T。問(wèn)： （1）3 s末電路中的電流為多少？ （2）3 s內(nèi)電路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？ 12．電阻為R的矩形線框abcd，邊長(zhǎng)ab=，ad=h，質(zhì)量為m，自某一高度自由落下，通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h，如圖所示，若線框恰好以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng)，求線框中產(chǎn)生的焦耳熱。（不考慮空氣阻力） 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】BC 【解析】根據(jù)法拉第磁感應(yīng)定律可知1 V=1 Wb／s，選項(xiàng)B正確。T是磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位，1 T顯然不等于1 Wb，故A錯(cuò)誤。根據(jù)磁通量的定義，1 Wb=1 Tm2，可知C正確，D錯(cuò)誤。 2．【答案】B 【解析】公式中的應(yīng)指導(dǎo)體的有效切割長(zhǎng)度，甲、乙、丁的有效長(zhǎng)度均為1，電動(dòng)勢(shì)，而丙有效長(zhǎng)度為，故B項(xiàng)正確。 3．【答案】BCD 【解析】當(dāng)公式中B、、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：，考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系可選B、C、D。 4．【答案】D 【解析】由題意知：，故，保持不變。 5．【答案】B 【解析】因，則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中，即電動(dòng)勢(shì)E為0；圖乙中為恒量，即電動(dòng)勢(shì)E為一恒定值；圖丙中E前＞E后；圖丁中圖象斜率先減后增，即回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減后增，故只有B選項(xiàng)正確。 6．【答案】C 【解析】回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩板間的電壓， 。 電容器的電荷量為q=CU=CE=3010－6210－4 C=610－9C，C選項(xiàng)正確。 7．【答案】B 【解析】在四個(gè)圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，線框中感應(yīng)電流大小也相等。設(shè)電流為，，線框每邊電阻為r，則在A、C、D項(xiàng)中ab邊均是電源的負(fù)載，故Uab=Ir，而在B項(xiàng)中ab是電源，璣。為路端電壓，外電阻為3r，即Uab=3Ir。因此答案應(yīng)選B。 8．【答案】A 【解析】由圖乙可知，第2 s內(nèi)為定值，由知，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，所以感應(yīng)電流大小恒定。第2 S內(nèi)磁場(chǎng)方向向外，穿過(guò)線圈的磁通量減少，由楞次定律判斷知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍珹項(xiàng)正確。 二、填空題 9．【答案】410－4 810－3 1.6 【解析】磁通量的變化量是由磁場(chǎng)的變化引起的，應(yīng)該用公式來(lái)計(jì)算，所以 。 磁通量的變化率為， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得， 。 10．【答案】1∶1 1∶2 【解析】A、B兩環(huán)中磁通量變化率相同，線圈匝數(shù)相同，由可得EA∶EB=1∶1，又因?yàn)?，故RA∶RB=2∶1，所以IA∶I1=1∶2。 三、解答題 11．【答案】（1）1.06 A （2）4.33 V 【解析】（1）夾在導(dǎo)軌間的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)才是電路中的電動(dòng)勢(shì)，3 S末時(shí)刻，夾在導(dǎo)軌間導(dǎo)體的長(zhǎng)度為，所以， ， 此時(shí)電路電阻為 ， 所以，。 （2）3 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值 。 12．【答案】2 mgh 【解析】從線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到線框剛好離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框勻速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，由能量守恒關(guān)系可知，重力勢(shì)能的減少量等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，即Q=2 mgh。