山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-2：1.2感应电动势与电磁感应定律 跟踪训练（含解析）

1.2感应电动势与电磁感应定律
跟踪训练（含解析)
1．一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E。若仅将线圈匝数增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为（
）
A．4E
B．2E
C．E/2
D．E/4
2．如图所示，两个相互连接的金属环，已知大环电阻是小环电阻的；当通过大环的磁通量变化率为时，大环的路端电压为U，当通过小环的磁通
量的变化率为时，小环的路端电压为（两环磁通的变化不同时发生）（　　）
A．U
B．
C．4U
D．
3．如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感强度随时间变化的规律是，定值电阻，线圈电阻，则a、b两点间电压为（　　）
A．2.4V
B．0.024V
C．4V
D．1.6V
4．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。有下列四种说法：
①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流减小、增大、不变均可能
②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流减小、增大、不变均可能
④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
其中正确的是（　　）
A．只有②④正确
B．只有①③正确
C．只有②③正确
D．只有①④正确
5．在粗糙水平面上平放一根导体棒和一个金属圆环，如图甲所示（俯视图），给导体棒中通以如图乙所示的电流，导体棒和圆环始终保持静止状态，则在0~t1时间内，下列说法正确的是（　　）
A．圆环中感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．圆环中感应电流先增大后减小
C．导体棒受到的静摩擦力方向先向右后向左
D．圆环先有扩张趋势后有收缩趋势
6．如图所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图（b）所示。则线圈产生的感应电动势的情况为（　　）
A．0时刻电动势最大
B．0时刻线框各边所受的磁场力最大
C．t1时刻磁通量的变化率最大
D．t1
~t2
时间内电动势减小
7．矩形线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强
度B随时间t变化的图象如图甲所示．设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在0～4s时间内，图乙中能正确表示线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图象是（规定ab边所受的安培力方向向左为正）
A．B．C．D．
8．如图所示，螺线管中线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为R，其a，b两端与两个定值电阻R1和R2相连，已知R1＝R2＝R，匀强磁场沿轴线向上穿过螺线管，其大小随时间变化的关系式为B＝B0+kt，则下列说法正确的有（　　）
A．a端电势比b端电势高
B．t＝0时，通过螺线管的磁通量为nB0S
C．0－t0内，通过R1的电荷量为
D．0－t0内，R1产生的热量为
9．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中(　　)
A．0时刻感应电动势最大
B．0.05
s时感应电动势为零
C．0.05
s时感应电动势最大
D．0～0.05
s这段时间内平均感应电动势为0.4
V
10．一个面积S＝4×10－2
m2、匝数n＝100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（　
　）
A．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
B．在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08Wb/s
C．在开始的2s内线圈中产生的感应电动势等于8V
D．0-1s与1-2s时间内，电路中的感应电流方向相反
11．如图所示：当导体OA在垂直于磁场的平面内，绕一端O点以角速度ω匀速顺时针转动时，导体的长度为L，磁感应强度为B，导体产生的感应电动势为_____________．哪端电势高___________（O端或A端）
12．如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径rA=2rB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA：EB=________，线圈中的感应电流之比为IA：IB=_______。
13．如图所示。桌面上放有一只10匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁铁。问：
①当条形磁体静止不动时。线圈中有无感应电流？
②当条形磁体向下运动0.5s的过程中穿过线圈的磁通量增大0.08Wb，则线圈中的感应电动势有多大？
14．已知线圈的匝数为100匝，某时刻磁铁在线圈正上方一定高度上，此时线圈内的磁通量为0.004Wb，经过0.5s把磁铁完全插入后，线圈内磁通量变为0.02
Wb，计算磁铁插入过程中线圈里产生的感应电动势大小。
参考答案
1．A
【解析】
根据法拉第电磁感应定律：
E=n，
可知仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍时，线圈中的感应电动势变为4E，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．B
【解析】
设大环电阻是R，则小环电阻是4R。当通过大环的磁通量变化率为时，大环的路端电压
当通过小环的磁通量的变化率为时，小环的路端电压
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．A
【解析】
磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，所以
则
电路的总电流为I，则有
Uab=IR1=0.4×6V=2.4V
故选A。
4．B
【解析】
①②当磁感应强度B增加时，若磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；若磁感应强度的变化率小时，感应电流减小。若磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，故①正确②错误；
③④当磁感应强度B减小时，若磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大；若磁感应强度的变化率小时，感应电流减小。若磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，故③正确④错误；
故B正确ACD错误。
故选B。
5．C
【解析】
A．根据安培定则和楞次定律可知，圆环中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A项错误；
B．导体棒中电流先增大得越来越慢后减小得越来越快，圆环中磁通量先变大后越来越慢后变小得越来越快，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流先减小后增大，B项错误；
CD．导体棒中电流先增大后减小，圆环中磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，圆环和导体棒之间先排斥后吸收，则导体棒受到的静摩擦力先向右后向左，圆环先有收缩趋势后有扩张趋势，C项正确，D项错误。
故选C。
6．A
【解析】
由于面积一定，磁场变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为：
A．0时刻磁感应强度的变化率最大，故感应电动势最大，故A正确；
B．
0时刻B为0，故安培力
为零，故B错误；
C．
t1时刻磁通量的变化率为零，最小，故C错误；
D．
t1
~t2
时间内图像斜率变大，故感应电动势变大，故D错误。
故选A。
7．A
【解析】
根据法拉第电磁感应定律，在0～2s内电流的大小恒定；根据法拉第电磁感应定律，在2～4s电流的大小也是恒定．3s～4s内，磁场向里且增大，线框中电流方向a→b，根据左手定则，ab边受到向右的力，为反方向．综合上述三项，知A正确；0～1s内，由楞次定律可判断电流方向为b→a，由左手定则可判断ab边受到的安培力向左，为正方向的力．故B错误；2s～3s内，磁场向外且减小，线框中电流方向为a→b，ab边受到向左的力，为正方向．故C错误；1s～2s内，磁场向外且增大，线框中电流方向为b→a，
ab边受到向右的力，为反方向．故D错误．
8．AD
【解析】
A．根据题意可知，磁通量向上增大，故感应电流磁场向下，电流从a端流向b端，a端电势比b端电势高，故A正确；
B．
根据磁通量定义可知，t＝0时，通过螺线管的磁通量为B0S，故B错误；
C．
0－t0内，通过R1的电荷量为
根据并联关系，电流与电阻成反比，且
，通过R1的电荷量为
故C错误；
D．回路电流
故R1产生的热量为
故D正确。
故选AD。
9．ABD
【解析】
ABC、根据法拉第电磁感应定律可得，，所以可知图像的斜率表示感应电动势，因此0、0.1s时刻感应电动势最大，0.05s时刻感应电动势为0，AB正确，C错误
D、0～0.05
s这段时间内平均感应电动势为，D正确
10．BC
【解析】
A．
根据图像可知，开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量为
故A错误；
B．由图象的斜率求得：
所以
故B正确；
C．
根据法拉第电磁感应定律得：
故C正确；
D．
0-1s与1-2s时间内，图像的斜率未变，则感应电流方向不变，故D错误。
故选BC。
11．
A
【解析】
导体产生的感应电动势为．由右手定则可知，A端电势高.
12．1∶1　
1∶2
【解析】
根据法拉第电磁感应定律E=n=n，题中n相同，相同，面积S也相同，则得到A、B环中感应电动势EA：EB=1：1．根据电阻定律R=ρ，L=n?2πr，ρ、S相同，则电阻之比为：RA：RB=rA：rB=2：1，根据欧姆定律I=E/R得产生的感应电流之比为：IA：IB=1：2．
点睛：本题整合了法拉第电磁感应定律、电阻定律和欧姆定律，常规题，要善于运用比例法解题；注意A中磁通量的变化率与B中是相同的．
13．①无感应电流；②1.6V
【解析】
①当条形磁体静止不动时，线圈中没有感应电流，因为线圈中虽然有磁通量，但磁通量没有变化，所以没有感应电动势，也就没有感应电流。
②根据法拉第电磁感应定律
即线圈中的感应电动势为1.6V。
14．3.2V
【解析】
磁通量的变化量
由法拉第电磁感应定律得