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18学年高中物理课时跟踪检测(二)法拉第电磁感应定律教科版选修3_2

课时跟踪检测(二) 法拉第电磁感应定律 1.下列关于电磁感应的说法中,正确的是( A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 ) B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C.穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 解析:选 D 磁通量的大小与感应电动势的大小不存在必然的联系,故 A、B 错误;由 法拉第电磁感应定律知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而磁通量变化大时, 变化不一定快,故 C 错,D 对。 2.如图中所标的导体棒的长度为 L,处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,棒运动的速 度均为 v,则产生的电动势为 BLv 的是( ) 解析:选 D 当 B、L、v 三个量方向相互垂直时,E=BLv;A 选项中 B 与 v 不垂直;B 选项中 B 与 L 平行,E=0;C 选项中 B 与 L 不垂直;只有 D 选项中三者互相垂直,D 正确。 3. (多选)如图 1 所示为一台小型发电机示意图,磁场为水平方向。当线圈转到如图所 示的水平位置时,下列判断正确的是( ) 图1 A.通过线圈的磁通量最大 B.通过线圈的磁通量为零 C.线圈中产生的电动势最大 D.线圈中产生的电动势为零 解析:选 BC 此时的线圈位置为线圈平面与磁感线平行的位置,故通过线圈的磁通量 为零,选项 A 错误,B 正确;此时线圈的两个边的速度方向与磁感线方向垂直,垂直切割磁 感线的速度最大,所以线圈中产生的电动势最大,选项 C 正确,D 错误。 4.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变, 将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变, 1 在 1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中,线框中感应电 动势的比值为( A. 1 2 ) B.1 D.4 C.2 Δ Φ Δ BS 解析:选 B 根据法拉第电磁感应定律 E= = ,设初始时刻磁感应强度为 Δt Δt B0,线圈面积为 S0,则第一种情况下的感应电动势为 E1= Δ 则第二种情况下的感应电动势为 E2= Δ BS Δt = B0-B0 S0 1 =B0S0; BS Δt 2 B0 = S0-S0 1 =B0S0,所以两种情况下线 圈中的感应电动势相等,比值为 1,故选项 B 正确。 5.一闭合圆形线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成 30°角,磁感应强度随 时间均匀变化。下列方法中能使线圈中感应电流增大一倍的是( A.把线圈匝数增加一倍 B.把线圈面积增大一倍 C.把线圈半径增大一倍 D.把线圈匝数减少到原来的一半 解析:选 C 设线圈中的感应电流为 I,线圈电阻为 R,匝数为 n,半径为 r,面积为 S, 线 圈 导 线 的 横 截 面 积 为 S′ , 电 阻 率 为 ρ 。 由法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 知 E = n ΔΦ = Δt ) n Δ BScos 30° E n·2π r Δ BrS′ , 由闭合电路欧姆定律知 I= , 由电阻定律知 R=ρ , 则 I= Δt R S′ 2ρ Δ t ΔB cos 30°,其中, 、ρ 、S′均为恒量,所以 I∝r,故选项 C 正确。 Δt 6.如图 2 所示,闭合导线框 abcd 的质量可以忽略不计,将它从图中所示的位置匀速拉 出匀强磁场。若第一次用 0.3 s 时间拉出,拉动过程中导线 ab 所受安培力为 F1,通过导线 横截面的电荷量为 q1;第二次用 0.9 s 时间拉出,拉动过程中导线 ab 所受安培力为 F2,通 过导线横截面的电荷量为 q2,则( ) 图2 A.F1<F2,q1<q2 C.F1=F2,q1<q2 B.F1<F2,q1=q2 D.F1>F2,q1=q2 解析:选 D 由于线框在两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即 Δ Φ 1=Δ Φ 2,而 2 ΔΦ 通过导线横截面的电荷量 q=N ,得 q1=q2;由于两次拉出所用时间 Δ t1<Δ t2,则所产 R 生的感应电动势 E1>E2,闭合回路中的感应电流 I1>I2,又安培力 F=BIl,可得 F1>F2,故选 项 D 正确。 7. 做磁共振(MRI)检查时, 对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。 某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响, 将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝 线圈,线圈的半径 r=5.0 cm,线圈导线的截面积 A=0.80 cm ,电阻率 ρ =1.5 Ω ·m。如 图 3 所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度 B 在 0.3 s 内从 1.5 T 均匀地减为 零,求:(计算结果保留一位有效数字) 2 图3 (1)该圈肌肉组织的电阻 R; (2)该圈肌肉组织中的感应电动势 E; (3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量 Q。 解析:(1)由电阻定律得 R=ρ 2 2π r 3 ,代入数据得 R≈6×10 Ω 。 A Δ B·π r -2 (2)感应电动势 E= ,代入数据得 E≈4×10 V。 Δt (3)由焦耳定律得 Q= Δ t,代入数据得 Q=8×10 答案:(1)6×10 Ω 3 E2 R -8 J。 (2)4×10 -2 V (3)8×10 -8 J 8.如图 4 所示,用同样的导线制成的两闭合线圈 A、B,匝数均为 20 匝,半径 rA=2rB, 在线圈 B 所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈 A、B 中产生感应电动势之 比 EA∶EB 和两线圈中感应电流之比 IA∶IB 分别为( ) 图4 A.1∶1,1∶2 C.1∶2,1∶2 B.1∶2,1∶1 D.1∶2,1∶1 3 解析:选 A 由法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势 E= NΔ Φ ,其中 Δ Φ =Δ BS, Δt E ρ L S 为穿过磁场

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