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1、第五节：电磁感应定律的应用同步练习一基础达标1如图 1 所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感生电动势下列说法中正确的是（）A磁场变化时，会在空间激发一种电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C使电荷定向移动形成电流的力是电场力D以上说法都不对答案：AC图12如图 2 所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（）A不变B增加C减少D以上情况都可能答案：B图23穿过一个电阻为1 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则（）A线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 VB线圈中的感应电动势一定是2
2、VC线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD线圈中的感应电流一定是2 A答案： BD4如图 3 所示， 导体 AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过下列说法中正确的是（）A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛伦兹力有关C动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的答案： AB图 35在匀强磁场中， ab、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度v 、 v滑动，如图4 所示下12列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（）A v1=v2, 方向都向右12B v =v ，方向都向左C v1>v2,v 1
3、 向右， v2 向左D v1>v2,v 1 向左， v2 向右答案： C图 46某空间出现了如图 5 所示的一组闭合的电场线，这可能是（）A沿 AB方向磁场在迅速减弱B沿 AB方向磁场在迅速增强C沿 BA方向磁场在迅速增强1D沿 BA方向磁场在迅速减弱答案：AC图57如图6 所示，金属杆ab 以恒定的速率v 在光滑平行导轨上向右滑行设整个电路中总电阻为R（恒定不变） ，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（）A ab 杆中的电流与速率v 成正比B磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比C电阻 R上产生的电热功率与速率v 的平方成正比D外力对ab 杆做功的功率与速率v
4、的平方成正比答案： ABCD图 68、如图 7 所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（）A不变B增加C减少图 7D以上情况都可能答案： B9如图 8 所示， A、 B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从A、B 管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B 管的小球先落到地面下面对于两管的描述中可能正确的是（）A A 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的B A 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的C A 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的D A 管是用胶木制成的，B
5、管是用铝制成的答案：AD图810、如图9 所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直。则在进入时导线框不可能（）A、变加速下落B、变减速下落C、匀速下落图 9D、匀加速下落思路解析： 线框下落时的高度不同，进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同，可能大于、等于或小于线框重力，故线框的运动可能有三种，只有D 是不可能的。答案： D11、一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁中央与线圈中心重合，如图10 所示，为了在导线环中得到图示方向的电流I ，磁铁应该（）A、 N 极向纸内、 S 极
6、向纸外绕O点转动图 10B、 N 极向纸外、 S 极向纸内绕O点转动C、磁铁沿垂直于纸面方向向纸外平动D、磁铁沿垂直于纸面方向向纸内平动答案： A2能力达标12、两圆环A、 B 置于同一水平面内，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当A 带正电且转速增大并以如图11 所示的方向绕中心转动时，B 中（）A、产生如图方向相反的电流B、产生如图方向的电流C、不产生电流D、以上说法都有可能正确答案：B图1113、如图12 所示，两根相距为L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中， 导轨电阻不计， 另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd 质量均为m，电阻均
7、为R. 若要使 cd 静止不动，则ab 杆应向 _ 运动，速度大小为 _，作用于ab 杆上的外力大小为_ _.图 12答案： 上2mgR 2mg14、如图 13B 2l 2I 1，则当 I 1增所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通有图示的电流大时，关于外线圈中的感应电流I 2 的方向及 I 2 受到的安培力 F 的方向， 下列判断正确的是（）A、 I 2 沿顺时针方向，B、 I 2 沿逆时针方向，C、 I 2 沿逆时针方向，D、 I 2 沿顺时针方向，F 沿半径指向圆心F 沿半径背离圆心F 沿半径指向圆心F 沿半径背离圆心答案：B图 1315、如图 14 所示，矩形线圈一边长为a，另一
8、边长为b，电阻为 R，在它以速度v 匀速穿过宽度为 L、磁感应强度为B 的匀强磁场的过程中，若b L，产生的电能为_ ；通过导体截面的电荷量为_ ；若 b L，产生的电能为_；通过导体截面的电荷量为 _.思路解析： 当 b L 时，线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2L，即有感应电流的时间为 t 1= 2L ，再根据 E=Bav， E 电 = E 2 t 1， q=It=E t 1，可得出答案；当 b L 时，线圈匀vRR速运动产生感应电流的有效位移为2b，即有感应电流的时间为t 2= 2b ，用 同样的方法可求得答案。v2222答案： 2B a Lv2BaL2B a bv2BabRRRR3
9、16、如图 15 所示，均匀金属环的电阻为 R，其圆心 O，半径为 L. 一金属杆 OA，质量可忽略不计，电阻为 r ，可绕 O点转动， A 端固定一质量为 m的金属球 a，球上有孔，套在圆环上可无摩擦滑动，Ob为一导线， 整个装置放在与环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B. 现把金属杆OA从水平位置由静止释放运动到竖直位置，球a 的速度为v，则 OA到竖直位置时产生的电动势为_；此时OA 所受安培力的功率为_；杆OA 由水平位置转到竖直位置这段时间内，电路中转化的内能为_.思路解析： OA 的转动切割磁感线，求运动到最低点时的瞬时电动势和瞬时功率，应用法拉第电磁感应定律时，要运用旋转切割
10、的情况 . 最后 要求的是过程量，应用能量的转化和守恒。答案：1B 2 L2 v212图 152BLvmgL-mvR 4r217、一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图16 所示 . 现令磁感应强度 B 随时间变化，先按如图所示的Oa 图线变化，后来又按照图线bc、cd 变化，令 E1、E2、E3 分别表示这三段变化过 程中的感应电动势的大小， I 、 I、 I分别表示对应的感应电流，则（）123图 16A、 E1 E2， I 1 沿逆时针方向， I 2 沿顺时针方向B、 E1 E2， I 1 沿逆时针 方向， I 2 沿顺时针方向C、
11、 E1 E2， I 2 沿顺时针方向，I 3 沿顺时针方向D、 E3 E2， I 2 沿顺时针方向，I 3 沿逆时针方向思路解析： bc 段与 cd 段磁场的变化率相等，大于aO的磁场变化率.答案： BC18、在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A、 B、 C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直. 三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中 A 不闭合，有个小缺口；B、 C 都是闭合的，但B 导线的横截面积比C 的大，如图17 所示 . 下列关于它们的落地时间的判断正确的是（）A、 A、 B、 C同时落地B、 A 最迟落地C、B在 C之后落地D、B 和 C在 A
12、 之后落地图 17思路解析： A 中无感应电流，在进入和穿出磁场的过程中只受重力作用；B、C 在进入和穿出磁场的过程中都有感应电流产生， 都受向上的安培力作用， 下落的加速度小于重力加速度，所以比 A 要晚落地；设线圈的边长为 l ，导线的横截面积为 S，材料的密度为 ，电阻率为 ，进入或穿出时的速度为v，磁感应强度为B，则线圈中产生的感应电动势为E=BLv，感应电流为I= E ，电阻为R= 4l ，安培力为F=BIl ，由牛顿第二定律加速度为RS4mg F，线圈的质量为m=4 Sl. 将上述方程整理后得：B2 va=a=g-. 加速度与导线的m16粗细无关，故B、 C同时落地 .答案： D1
13、9、如图 18 所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量。探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度. 已知线圈匝数 为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R. 把线圈放在匀强磁场时， 开始时 线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁感应强度B=_。图 18答案：qB2nS20、 (2006天津高考理综 ) 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图20 甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图 19 乙变化时，正确表
14、示线圈中感应电动势E 变化的是图4-5-14 中的（）图 19图 20思路解析： 由法拉第电磁感应定律，E=n=nBS , 在 t=0 到 t=1 s,B 均匀增大，则ttB 为一恒量， 则 E 为一恒量，再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动t势为正值，在t=1 s 到 t=3 s,B 不变化，则感应电动势为零，在t=3 s 到 t=5 s,B 均匀增大，则B 为一恒量，但 B 变化得较慢，则 E 为一恒量，但比t=0 到 t=1 s 小，再由楞次tA 选项正确 .定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为负值，所以答案： A21、有一面积为150 cm2 的金属环，电阻为
15、0.1 ，在环中 100 cm2 的同心圆面上存在如图521（ b）所示的变化的磁场，在0.1 s 到 0.2 s的时间内环中感应电流为_ ，流过的电荷量为 _.图 21答案： 0.1 A 0.01 C22、如图 22 所示，两根平行金属轨道固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r 0=0.10 ，导轨的端点P、 Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20 m ，有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间 t 的关系为 B=kt ，比例系数 k=0.02 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动. 在滑动过程中保持与导轨垂直，在t=0时刻，金属杆紧靠在 P、 Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在 t=6.0 s 时金属杆所受的安培力。图 22答案： 1.44 × 10-3 N223、如图 23 所示， 面积为 0.2 m 的 100 匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.已知磁感应强度随时间变化的规律为 B=（ 2+0.2t ） T ，定值电阻 R1=6 ，线圈电阻 R2=4 ，求：图 23（ 1）磁通量变化率、回路中的感应电动势；（ 2） a、 b 两点间的电压 Uab.答案： (1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V6