1、第四章第4节 基础夯实 一、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1(2017福建省福州外国语学校高二上学期期末)穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则(B)A线圈中感应电动势每秒增加2VB线圈中感应电动势始终为2VC线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2VD线圈中感应电动势每秒减少2V解析：磁通量始终保持每秒钟均匀地增加2Wb，则2V，根据法拉第电磁感应定律En可知E2V保持不变。故B正确，ACD错误。2如图中所示的导体棒的长度为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，则产生的感应电动势为BLv的是(D)解析：当B、L、v三个量方向
2、相互垂直时，EBLv；A选项中B与v不垂直；B、C选项中B与L平行，E0；只有D选项中三者互相垂直，D正确。3当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为“绳系卫星”。现有一颗卫星在地球赤道上空运行，卫星位于航天飞机正上方，卫星所在位置地磁场方向由南向北。下列说法正确的是(B)A航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中B端电势高B航天飞机和卫星从西向东飞行时，图中A端电势高C航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中B端电势高D航天飞机和卫星从南向北飞行时，图中A端电势高解析：向东方向运动时，由右手定则知电流流向A点，即A为电源正极，因此
3、电势高，选项B正确；若向北运动，电缆没有切割磁感线，不会产生感应电动势，故选项C、D错误。4(2018江西省南昌市第二中学高二上学期期末)如图所示，均匀导线制成的半径为R的圆环以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(aOb90)时，a、b两点的电势差为(B)ABRv BBRvCBRv DBRv解析：当圆环运动到图示位置，圆环切割磁感线的有效长度为R线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势为：EBR线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差由欧姆定律得：UabEIrabBRvBRv，故选项B正确，选项A、C、D错误。5(2016吉林省实验中学高二上学期期末)穿过闭合回路的
4、磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(CD)A图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C图丙中回路在0t0时间内产生的感应电动势大于t02t0时间内产生的感应电动势D图丁回路产生的感应电动势先变小再变大解析：根据En可知：图甲中E0，A错；图乙中E为恒量，B错；图丙中0t0时间内的E1大于t02t0时间内的E2，C正确；图丁中感应电动势先变小再变大，D正确。二、非选择题6(2017广西玉林市陆川中学高二上学期期末)截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示
5、，磁感应强度正按0.02T/s的规律均匀减小，开始时S未闭合。R14，R26，C30F，线圈内阻不计。求：(1)S闭合后，通过R2的电流大小；(2)S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？答案：(1)0.04 A(2)7.2106C解析：(1)EnS1000.020.2V0.4VIA0.04A，(2)R2两端的电压为U2E0.4V0.24V所以QCU2301060.24 C7.2106C。7(2016绵阳南山中学高二下学期开学检测)两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为L0.2m，电阻不计，M、M处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R0.5，电
6、容器的电容为C8F。长度也为L、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右做匀速直线运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s0.4m的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q0.01J。求：(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q。答案：(1)5m/s(2)106C解析：(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中电流为I，ab运动距离为s的过程中所用时间为t，则有：EBLvItQI2(4R)t由上述方程得v5m/s(2)设电容器两极板的电势差为U，则有：UIR电容器所带的电荷量为qCU解得q106C 能力提升
7、 一、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1(2017湖北省宜昌市七校教学协作体高二下学期联考)如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab(C)A恒为B从0均匀变化到C恒为D从0均匀变化到解析：穿过线圈的磁场均匀增加，产生恒定的感应电动势，Enn，而等效电源内部的电流由愣次定律知从ab，即b点是正极，abn，故选C。2一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率
8、为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，如图所示则(A)AEfL2B，且a点电势低于b点电势BE2fL2B，且a点电势低于b点电势CEfL2B，且a点电势高于b点电势DE2fL2B，且a点电势高于b点电势解析：对于螺旋桨叶片ab，其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度，螺旋桨上不同的点线速度不同，但满足vR，可求其等效切割速度vL/2fL，运用法拉第电磁感应定律EBLvfL2B。由右手定则判断电流的方向为由a指向b，在电源内部电流由低电势流向高电势，故选项A正确。3如图所示，将一半
9、径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型，并使上、下两圆半径相等。如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为(B)ABC0D解析：通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，与时间等其他量无关，因此，Br22B2Br2，电荷量q。4物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探究线圈与冲击电流计串联后可用来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。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可
10、测出被测磁场的磁感应强度为(A)AB C D解析：A对：qttnnn，所以B5(2016四川自贡市高二上学期期末)如图所示，一轨道的倾斜部分和水平部分均处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且磁场方向都与轨道平面垂直，水平轨道足够长。一质量为m的水平金属棒ab，从静止开始沿轨道下滑，运动过程中金属棒ab始终保持与轨道垂直且接触良好。金属棒从斜轨道转入水平轨道时无机械能损失。关于ab棒运动的“速度时间”图象，可能正确的是(CD)解析：金属棒在斜轨道运动时，先做加速运动，随着速度的增大，产生的感应电动势和感应电流增大，金属棒所受的向后安培力增大，合力减小，加速度减小，当加速度减小至零做匀速运动。金属棒进
11、入水平轨道后受到向左的安培力，做减速运动，速度减小，安培力减小，所以做加速度减小的变减速运动，则知CD两图是可能的，AB不可能，故选CD。二、非选择题6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r5.0 cm，线圈导线的截面积A0.80 cm2，电阻率1.5 m。如图所示，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)(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
12、s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。答案：(1)6103(2)4102V(3)8108J解析：(1)由电阻定律得R代入数据得R6103(2)感应电动势E代入数据得E4102V(3)由焦耳定律得Qt代入数据得Q8108J7如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？答案：(1)Iab(2)v解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有IabIIdcI金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mgB2IabL2B2IdcL2由，解得Iab(2)由(1)可得I设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有EB1L1v设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则Rr根据闭合电路欧姆定律，有I由，解得v