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2019-2020年高中物理 法拉第電磁感應定律基礎鞏固練習 新人教版選修4-4 【鞏固練習】 一、選擇題 1．根據法拉第電磁感應定律的數學表達式，電動勢的單位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，金屬導體中產生的感應電動勢為的是（ ） A．乙和丁 B．甲、乙、丁 C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙 3．一根直導線長0.1 m，在磁感應強度為0.1 T的勻強磁場中以10 m / s的速度勻速運動，則導線中產生的感應電動勢（ ） 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．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則（ ） A．線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2 V B．線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2 V C．線圈中無感應電動勢 D．線圈中感應電動勢保持不變 5．閉合回路的磁通量隨時間t變化圖象分別如圖所示，關于回路中產生的感應電動勢的下列論述，其中正確的是 （ ） A．圖甲回路中感應電動勢恒定不變 B．圖乙回路中感應電動勢恒定不變 C．圖丙回路中0～t1，時間內感應電動勢小于t1～t2時間內感應電動勢 D．圖丁回路中感應電動勢先變大后變小 6．在勻強磁場中，有一個接有電容器的導線回路，如圖所示，已知電容C=30μF，回路的長和寬分別為=5 cm，=8 cm，磁場變化率為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．粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是（ ） 8．環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設在第1 s內磁場方向垂直于線圈平面向里，如圖甲所示。若磁感應強度隨時間t的變化關系如圖乙所示，那么在第2 s內，線圈中感應電流的大小和方向是（ ） A．大小恒定，逆時針方向 B．大小恒定，順時針方向 C．大小逐漸增加，順時針方向 D．大小逐漸減小，逆時針方向 二、填空題 9．一個200匝、面積為20 cm2的線圈，放在磁場中，磁場的方向與線圈平面成30角，若磁感應強度在0.05 s內由0.1 T增加到0.5 T，在此過程中穿過線圈的磁通量的變化量是________Wb；磁通量的平均變化率是________Wb / s；線圈中的感應電動勢的大小是________V。 10．如圖所示，A、B兩個閉合線圈用同樣的導線制成，匝數都為10匝，半徑RA=2RB，圖示區(qū)域內有磁感應強度均勻減小的勻強磁場，則A、B線圈中產生的感應電動勢之比為EA∶EB=________，線圈中的感應電流之比為IA∶IB=________。 三、解答題 11．如圖所示，導軌OM和ON都在紙面內，導體AB可在導軌上無摩擦滑動，若AB以5 m / s的速度從O點開始沿導軌勻速右滑，導體與導軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是0.2Ω，磁場的磁感應強度為0.2 T。問： （1）3 s末電路中的電流為多少？ （2）3 s內電路中產生的平均感應電動勢為多少？ 12．電阻為R的矩形線框abcd，邊長ab=，ad=h，質量為m，自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，如圖所示，若線框恰好以恒定速度通過磁場，求線框中產生的焦耳熱。（不考慮空氣阻力） 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】BC 【解析】根據法拉第磁感應定律可知1 V=1 Wb／s，選項B正確。T是磁感應強度B的單位，1 T顯然不等于1 Wb，故A錯誤。根據磁通量的定義，1 Wb=1 Tm2，可知C正確，D錯誤。 2．【答案】B 【解析】公式中的應指導體的有效切割長度，甲、乙、丁的有效長度均為1，電動勢，而丙有效長度為，故B項正確。 3．【答案】BCD 【解析】當公式中B、、v互相垂直而導體切割磁感線運動時感應電動勢最大：，考慮到它們三者的空間位置關系可選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，則可據圖象斜率判斷知圖甲中，即電動勢E為0；圖乙中為恒量，即電動勢E為一恒定值；圖丙中E前＞E后；圖丁中圖象斜率先減后增，即回路中感應電動勢先減后增，故只有B選項正確。 6．【答案】C 【解析】回路中感應電動勢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選項正確。 7．【答案】B 【解析】在四個圖中感應電動勢大小相等，線框中感應電流大小也相等。設電流為，，線框每邊電阻為r，則在A、C、D項中ab邊均是電源的負載，故Uab=Ir，而在B項中ab是電源，璣。為路端電壓，外電阻為3r，即Uab=3Ir。因此答案應選B。 8．【答案】A 【解析】由圖乙可知，第2 s內為定值，由知，線圈中感應電動勢為定值，所以感應電流大小恒定。第2 S內磁場方向向外，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律判斷知感應電流為逆時針方向，A項正確。 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的變化引起的，應該用公式來計算，所以 。 磁通量的變化率為， 感應電動勢的大小可根據法拉第電磁感應定律求得， 。 10．【答案】1∶1 1∶2 【解析】A、B兩環(huán)中磁通量變化率相同，線圈匝數相同，由可得EA∶EB=1∶1，又因為，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）夾在導軌間的部分導體切割磁感線產生的感應電動勢才是電路中的電動勢，3 S末時刻，夾在導軌間導體的長度為，所以， ， 此時電路電阻為 ， 所以，。 （2）3 s內的感應電動勢平均值 。 12．【答案】2 mgh 【解析】從線框開始進入磁場到線框剛好離開磁場的過程中，線框勻速運動，動能不變，由能量守恒關系可知，重力勢能的減少量等于線框中產生的焦耳熱，即Q=2 mgh。