1、学业分层测评(三)探究感应电动势的大小(建议用时：45分钟)学业达标1下列几种说法中正确的是()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大【解析】本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D.【答案】D2一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度
2、匀速运动，则关于导线中产生的感应电动势说法错误的是()A一定为0.1 VB可能为零C可能为0.01 V D最大值为0.1 V【解析】当B、L、v互相垂直时，导体切割磁感线运动产生的感应电动势最大：EBlv0.10.110 V0.1 V，考虑到它们的空间位置关系B、C、D都有可能，A错【答案】A3如图1311所示，在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化关系为BB0kt，在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线)，则导线环中的感应电动势大小为() 【导学号：68312028】图1311A0 BkR2C. D2kR2【解析】由EnR2k可知选项C正
3、确【答案】C4(多选)如图1312所示为地磁场磁感线分布的示意图我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左侧机翼末端处的电势为1，右侧机翼末端处电势为2.则() 【导学号：68312029】图1312A若飞机从西向东飞，1比2高B若飞机从东向西飞，2比1高C若飞机从南向北飞，1比2高D若飞机从北向南飞，2比1高【解析】在北半球，地磁场是斜向下的，存在竖直向下的磁场分量，飞机在水平飞行过程中，机翼就会切割磁感线，产生感应电动势，应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低问题伸开右手，让大拇指与其余四指在同一平面内，并且垂
4、直，让磁感线穿过手心，即手心朝上，大拇指指飞机的飞行方向，其余四指指的方向就是感应电流的方向，由于不是闭合电路，电路中只存在感应电动势，仍然按照有电流来判断，整个切割磁感线的两边机翼就是电源，在电源内部，电流是从低电势处流向高电势处的，因此不管飞机向哪个方向飞行，都是飞行员左边机翼末端电势高，即A、C选项正确故选A、C.【答案】AC5如图1313所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，t0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板()图1313
5、A不带电B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是D带负电，电荷量是【解析】磁感应强度以BB0kt(k0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：ESkS，而S，经时间t电容器P板所带电荷量QEC；由楞次定律知电容器P板带负电，故D选项正确【答案】D6一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，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.B1 C2D4【解析】E感n，设原来的磁感应强度为B，线框的面积为S，则前半段过程E感nnn，后半段
6、过程E感nnn，时间t相等，因此先后两个过程线框中感应电动势相等，比值为1，故B项正确【答案】B7如图1314所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知abbcL，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为()【导学号：68312030】图1314ABLvBBLvsin CBLvcos DBLv(1sin )【解析】导体杆切割磁感线的有效长度为Lsin ，所以电势差为EBLvsin ，B项正确【答案】B8(多选)如图1315所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴，一导线折成边长为l的正方形闭合回路
7、abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时() 【导学号：68312031】图1315A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同【解析】线框关于OO对称时，左右两侧磁通量大小相等，磁场方向相反，合磁通量为0，故A项正确；根据右手定则，cd的电动势方向由c到d，ab的电动势方向由a到b，且大小均为Blv0，故闭合回路的电动势为2Blv0，电流方向为逆时针方向，故B项正确，C项错误；根据左手定则，ab和cd边所受安培力方向均向左，方向相同，故D项正确【答案】ABD能力提升9粗细均
8、匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()【解析】在四个图中感应电动势大小相等线框中感应电流大小也相等，设电流为I，线框每边电阻为r.则在A、C、D三项中ab边均是电源的负载，故UabIr.而在B项中ab是电源，Uab为路端电压，外电阻为3r，即Uab3Ir.因此答案应选B.【答案】B10(多选)如图1316是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，且磁场在铜盘范围之内让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘
9、的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是()【导学号：68312032】图1316A回路中电流大小恒定B回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘C回路中有大小和方向做周期性变化的电流D若将匀强磁场改为非匀强磁场，转动铜盘，灯泡中不会有电流流过【解析】铜盘在匀强磁场中匀速转动切割磁感线相当于长度为L的无数条导体棒转动切割磁感线产生电动势，其大小为EBL2，根据欧姆定律，回路中感应电流大小恒定，故选项A正确；根据右手定则可判断铜盘中心为电
10、源正极，铜盘边缘为电源负极，所以回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘，故选项B正确，C错误；因题图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，即处在同一竖直平面内，当将匀强磁场改为非匀强磁场时铜盘转动时回路中同样产生感应电流，故选项D错误【答案】AB11如图1317甲所示，一个圆形线圈的匝数n1 000，线圈面积S300 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，线圈内有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场，圆形磁场的面积S0200 cm2，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示求：甲乙图1317(1)第4秒时线圈的磁通量及前4 s内磁通量的变化量；(2)前4
11、 s内的平均感应电动势；(3)4 s内通过R的电荷量【解析】(1)磁通量BS00.4200104 Wb8103 Wb磁通量的变化量为0.2200104Wb4103 Wb.(2)由图像可知前4 s内磁感应强度B的变化率0.05 T/s前4 s内的平均感应电动势EnS01 0000.020.05 V1 V.(3)电路中平均电流，qt通过R的电荷量qn所以q0.8 C.【答案】(1)8103Wb4103Wb(2)1 V(3)0.8 C12如图1318所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L0.50 m轨道左端接一阻值R0.50 的电阻轨道处于磁感应强
12、度大小B0.40 T，方向竖直向下的匀强磁场中，质量m0.50 kg的导体棒ab垂直于轨道放置在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接解良好并且相互垂直，不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力，若力F的大小保持不变，且F1.0 N，求：图1318(1)导体棒能达到的最大速度大小vm；(2)导体棒的速度v5.0 m/s时，导体棒的加速度大小a.【导学号：68312033】【解析】(1)导体棒达到最大速度vm时受力平衡，有FF安此时F安，解得vm12.5 m/s.(2)导体棒的速度v5.0 m/s时，感应电动势EBLv1.0 V，导体棒上通过的感应电流大小I2.0 A，导体棒受到的安培力F安BIL0.40 N根据牛顿第二定律，有FF安ma，解得a1.2 m/s2.【答案】(1)12.5 m/s(2)1.2 m/s2
