高中物理人教版选修3-2假期作业：4.4 电磁感应+法拉第电磁感应定律假期作业（三）+Word版含解析

假期作业(三)　法拉第电磁感应定律

1．如果闭合电路中的感应电动势很大，那一定是因为(　　)
A．穿过闭合电路的磁通量很大
B．穿过闭合电路的磁通量变化很大
C．穿过闭合电路的磁通量的变化很快
D．闭合电路的电阻很小
【解析】　根据法拉第电磁感应定律，感应电动势取决于穿过闭合电路的磁通量的变化率，即感应电动势的大小与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系，所以C项正确，A、B、D错误．
【答案】　C
2．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则(　　)
A．线圈中感应电动势每秒钟增加2 V
B．线圈中感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势保持不变
【解析】　由E＝可知当磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb时，磁通量的变化率即感应电动势是2 Wb/s＝2 V.
【答案】　D
3．(多选)将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处，不会发生变化的物理量是(　　)
A．磁通量的变化量
B．磁通量的变化率
C．感应电流的大小
D．流过线圈横截面的电荷量
【解析】　将磁铁插到闭合线圈的同一位置，磁通量的变化量相同，而用的时间不同，所以磁通量的变化率不同．感应电流I＝＝，故感应电流的大小不同．流过线圈横截面的电荷量q＝I·Δt＝·Δt＝，由于两次磁通量的变化量相同，电阻不变，所以q也不变，即流过线圈横截面的电荷量与磁铁插入线圈的快慢无关．
【答案】　AD
4．(多选)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是(　　)
A．电压表记录的电压为5 mV
B．电压表记录的电压为9 mV
C．河南岸的电势较高
D．河北岸的电势较高
【解析】　可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体，海水平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势，则E＝Blv＝9 mV，B项正确．由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D项正确．
【答案】　BD
5．(多选)一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势(　　)
A．一定为0.1 V　　　　 B．可能为零
C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V
【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＝0.1×0.1×10 V＝0.1 V，考虑到它们三者的空间位置关系不确定应选B、C、D.
【答案】　BCD
图4-4-14
6．(·芜湖高二检测)如图4-4-14所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势大小为(　　)
A．πr2 B．L2
C．nπr2 D．nL2
【解析】　根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小E＝n＝nL2.
【答案】　D
图4-4-15
7．(·郑州一中高二检测)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图4-4-15所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是(　　)
A．0～2 s B．2～4 s
C．4～5 s D．5～10 s
【解析】　图线斜率的绝对值越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小．
【答案】　D
8．(多选)如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是(　　)
【解析】　在A图中，磁场中的导体沿垂直于速度方向上的投影为lsin θ，所以感应电动势为E＝Blvsin θ.在B、C、D图中，磁场中的导体沿垂直于速度方向上的投影均为l，所以感应电动势均为E＝Blv.
【答案】　BCD

9．(多选)(·广东华师大附中质检)如图4-4-16甲所示线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图4-4-16乙所示变化，则在开始的0.1 s内(　　)
图4-4-16
A．磁通量的变化量为0.25 Wb
B．磁通量的变化率为2.5×10－2 Wb/s
C．a、b间电压为0
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A
【解析】　通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝|B2S－(－B1S)|，代入数据即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A错；磁通量的变化率＝Wb/s＝2.5×10－2 Wb/s，B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E＝n＝2.5 V且恒定，C错；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I＝＝0.25 A，D项正确．
【答案】　BD
10．(·浙江嘉兴一中期末)环形线圈放在均匀磁场中，设在第1 s内磁感线垂直于线圈平面向里，若磁感应强度随时间变化的关系如图4-4-17乙所示，那么在第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是(　　)
图4-4-17
A．感应电流大小恒定，顺时针方向
B．感应电流大小恒定，逆时针方向
C．感应电流逐渐增大，逆时针方向
D．感应电流逐渐减小，顺时针方向
【解析】　由B-t图知：第2秒内恒定，则E＝S也恒定，故感应电流I＝大小恒定，又由楞次定律可知电流方向为逆时针方向，故B对，A、C、D都错．
【答案】　B
图4-4-18
11．如图4-4-18所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，求这一过程中：
(1)磁通量的改变量；
(2)通过金属环某一截面的电荷量．
【解析】　(1)由已知条件得金属环的面积S＝π＝.
磁通量的改变量ΔΦ＝BS＝.
(2)由法拉第电磁感应定律E＝，
又因为I＝，q＝IΔt，所以q＝＝.
【答案】　(1)　(2)
图4-4-19
12．(·天津南开中学期末)如图4-4-19所示，MN、PQ为光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ相距L＝50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r＝1 Ω，且可以在MN、PQ上滑动，
定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v＝5 m/s速度做匀速运动．求：
(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向．
(2)导体棒AB两端的电压UAB.
【解析】　(1)导体棒AB产生的感应电动势
E＝BLv＝2.5 V，由右手定则，AB棒上的感应电流方向向上，即沿B→A方向．
(2)R并＝＝2 Ω，
I＝＝A，
UAB＝I·R并＝V≈1.7 V.
【答案】　(1)2.5 V　感应电流方向B→A　(2)1.7 V