1、课时限时检测(二十七)法拉第电磁感应定律、自感现象(时间：45分钟满分：100分)知识点题号易中难电磁感应定律的理解、应用15、86导体切割磁感线23、7、910自感现象的分析4综合应用1112一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，16题只有一个选项正确，710题有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分)1穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图9217所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()图9217A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产
2、生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小再变大【解析】在图中，0，感应电动势为零，故选项A错；在图中，为一定值，故感应电动势不变，选项B错；在图中，0t1内的|比t1t2内的|大，选项C错；在图中，图线上各点切线斜率的绝对值先变小后变大，故选项D对【答案】D2为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况，需测量血管中血液的流量，如图9218所示为电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B的磁场中，测得血管两侧a、b两点间电压为U，已知血管的直径为d，则血管中血液的流量Q(单位时间内流过的体积)为()图9218A. B.C. D.【解析】由题意可以建立导体
3、棒切割磁感线模型，如图所示，由UBdv，Sd2，QvS，可得出血管中血液的流量Q，故选C.【答案】C3(2014湖北八校联考)如图9219所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警2 000”在天安门上空时机翼保持水平，以4.5102 km/h的速度自东向西飞行该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7105 T，则()图9219A两翼尖之间的电势差为2.9 VB两翼尖之间的电势差为1.1 VC飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低【解析】飞机的飞行速度4.5102 km/h125 m/s，飞机两翼间的电动
4、势为EBLv4.710550125 V0.29 V，A、B项错；飞机速度从东向西，磁场竖直向下，根据右手定则可知飞行员左方翼尖电势高于右方翼尖的电势，C对，D错【答案】C4(2014南京模拟)在如图9220所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“”接线柱流入时，指针向左摆在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()图9220AG1表指针向左摆，G2表指针向右摆BG1表指针向右摆，G2表指针向左摆CG1、G2表的指针都向左摆DG1、G2表的指针都向右摆【解析】当电路接通后再断开，线圈中产生自感电动势，G1中电流和原方
5、向相同，G2中电流和原方向相反，故B正确【答案】B5.图9221(2014东北师大附中模拟)如图9221所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内()A平均感应电动势大小等于B平均感应电动势大小等于C顺时针方向转动时感应电流方向为EFGHED逆时针方向转动时感应电流方向为EFGHE【解析】由题意可知，导线框转过时磁通量减少量为2B()2，平均感应电动势E，A对，B错；由楞次定律知无论导线框怎么转都是穿过线
6、框的磁通量减少，电流方向都是EHGFE，C、D错【答案】A6.图9222(2014长沙一中模拟)矩形线圈abcd，长ab20 cm，宽bc10 cm，匝数n200，线圈回路总电阻R5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图9222所示，则()A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为0.2 AC当t0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J【解析】由EnnS可知，由于线圈中磁感应强度的变化率 T/s0.5 T/s为常数，则回路中感应电动势为EnS2 V，且
7、恒定不变，故选项A错误；回路中感应电流的大小为I0.4 A，选项B错误；当t0.3 s时，磁感应强度B0.2 T，则安培力为FnBIl2000.20.40.2 N3.2 N，故选项C错误；1 min内线圈回路产生的焦耳热为QI2Rt0.42560 J48 J，选项D正确【答案】D7某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105 T一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是()A河北岸的电势较高B河南岸的电势较高C电压表记录的电压为9 mVD电压表记录的电压为5 mV【解
8、析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场根据右手定则，北岸是正极，北岸电势高，南岸电势低，故A对，B错根据法拉第电磁感应定律EBLv4.51051002 V9103 V，故C对，D错【答案】AC8.图9223如图9223所示，半径为R的半圆形硬导体AB，在拉力F的作用下以速度v在水平U形框架上匀速滑动，且彼此接触良好匀强磁场的磁感应强度为B，U形框架中接有电阻R0，AB的电阻为r，其余电阻不计则AB进入磁场的过程中()AR0中电流的方向由上到下B感应电动势的平均值为BRvC感应电动势的最大值为2BRvD感应电动势的最大值为BRv【解析】AB进入磁场
9、过程中根据右手定则可判断感应电流方向为逆时针，即由上向下通过R0，故A正确；感应电动势的平均值为：，故B错误；当AB完全进入磁场后，其有效长度最长，最大值为2R，则感应电动势的最大值为EmB2Rv2BRv，故C正确，D错误【答案】AC图92249(2014北京十八中模拟)如图9224所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值EmBavD感应电动势平均值Bav【解
10、析】由楞次定律可判定闭合回路中产生的感应电流方向始终不变，选项A正确；CD段电流方向是由D指向C，根据左手定则可知，CD段受到安培力，且方向竖直向下，选项B错误；当闭合回路有一半进入磁场时，产生的感应电动势最大，EmBav，选项C正确；由法拉第电磁感应定律得，选项D正确【答案】ACD10.(2014云南模拟)一导线弯成如图9225所示的闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外线圈总电阻为R，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是()图9225A感应电流一直沿顺时针方向B线圈受到的安培力先增大，后减小C感应电动势的最大值EBrvD穿过线圈某个横
11、截面的电荷量为【解析】在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，A正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，则感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r，感应电动势最大值E2Brv，C错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为Q，D错误【答案】AB二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.图9226(12分)如图9226，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一
12、边长为l的方框，将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率【解析】(1)方框中产生的感应电动势El2k，在方框中产生的感应电流I，R联立得I(2)方框所受磁场力的大小为FBIl，它随时间的变化率为Il，由以上各式联立可得【答案】(1)(2)12.(18分)(2013山东济南模拟)如图9227甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的vt图象如图乙所示(取g10 m/s2)求：甲乙图9227(1)磁感应强度B；(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R产生的热量【解析】(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场后以v1.0 m/s做匀速运动产生的电动势EBLv杆中的电流I杆所受安培力F安BIL由平衡条件得mgF安解得B2 T.(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R产生的热量QI2Rt0.075 J.【答案】(1)2T(2)0.075 J