1、学业分层测评(三) (建议用时:45分钟) 学业达标1由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)()A穿过闭合电路的磁通量最大时,回路中的感应电流最大B穿过闭合电路的磁通量为零时,回路中的感应电流一定为零C穿过闭合电路的磁通量变化量越大,回路中的感应电流越大D穿过闭合电路的磁通量变化越快,回路中的感应电流越大【解析】回路电阻一定时,感应电动势越大,感应电流越大,而感应电动势的大小与磁通量大小、磁通量变化量的大小无关,它由磁通量变化率决定,故选D.【答案】D2(多选)A是闭合导体中的一部分,判断下列各图中有感应电动势产生的是() 【导学号:97192018】【解析】选项A、C中导体均切割磁感线
2、,选项B、D中导体均不切割磁感线,故选项A、C正确,B、D错误【答案】AC3闭合电路的磁通量随时间t变化的图象分别如图1410甲、乙、丙、丁所示,关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()甲乙丙丁图1410A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图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变【解析】根据法拉第电磁感应定律,图甲中回路不产生感应电动势,图乙中回路产生的感应电动势保持不变,图丁中斜率先减小后增大,回路中感应电动势先减小后增大图丙中0t0时间内的磁通量的变化率的绝对值大于t0
3、2t0时间内的磁通量的变化率的绝对值,故选项C正确【答案】C4.如图1411所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L,金属棒与导轨间的夹角为60,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金属棒中的电流为()图1411AIBICIDI【解析】公式EBLv适用于B、L、v三者互相垂直的情况本题B与L,B与v是相互垂直的,但L与v不垂直,故取L垂直于v的长度Lsin ,即有效切割长度,所以EBLvsin 60BLv,由欧姆定律I得I,故B正确【答
4、案】B5(多选)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 () 【导学号:97192019】A电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高【解析】可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体,海水平动切割地磁场的磁感线产生感应电动势,则EBlv9 mV,B项正确;由右手定则可知,感应电流方向由南向北,故河北岸的电势较高,D项正确【答案】BD6如图1412所示,半径为r的n匝线圈套在
5、边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形,当磁感应强度以的变化率均匀变化时,线圈中产生的感应电动势的大小为()图1412Ar2BL2Cnr2DnL2【解析】根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生的感应电动势的大小EnnL2.【答案】D7.(多选)一个面积恒为S0.04 m2,匝数n100匝的线圈垂直放入匀强磁场中,已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图1413所示,则下列说法正确的是()图1413A在02 s内,穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08 Wb/sB在02 s内,穿过线圈的磁通量的变化率等于0C在02 s内,线圈中产生的感应电动势等于8 VD在第3 s末线
6、圈中产生的电动势为0【解析】02 s内,S0.04 Wb/s0.08 Wb/s,A对,B错;En1000.08 V8 V,C对;第3 s末,尽管B0,但0,故E0,D错【答案】AC8如图1414所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,在磁场中有一边长为l的正方形导线框,ab边质量为m.其余边质量不计,cd边有固定的水平轴,导线框可以绕其转动,现将导线框拉至水平位置由静止释放,不计摩擦和空气阻力,导线框经过时间t运动到竖直位置,此时ab边的速度为v.求:图1414(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小;(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小【解析】(1)线框在初位置1BSBl
7、2转到竖直位置20根据法拉第电磁感应定律知E.(2)转到竖直位置时,bc、ad两边不切割磁感线,ab边垂直切割磁感线,此时求的是瞬时感应电动势,且感应电动势的大小为EBlv.【答案】(1)(2)Blv能力提升9如图1415所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两根平行的金属导轨,而ab、cd分别为串有电压表和电流表的两根金属棒,同时以相同速度向右运动时,下列说法正确的有 () 【导学号:97192020】图1415A电压表有读数,电流表有读数B电压表无读数,电流表有读数C电压表无读数,电流表无读数D电压表有读数,电流表无读数【解析】因两根金属棒以相同速度向右运动,穿过闭合回路的磁通量不变,无感应电流
8、产生,两电表均无读数,故选项C正确【答案】C10如图1416所示,将外皮绝缘的圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为14的圆形闭合回路(忽略两部分连接处的导线长度),分别放入垂直圆面向里、磁感应强度大小随时间按Bkt(k0且为常数)的规律变化的磁场中,前后两次回路中的电流比为 () 【导学号:97192203】图1416A13B31C11D95【解析】同一导线构成不同闭合回路,它们的电阻相同,那么电流之比等于它们的感应电动势之比,设圆形线圈的周长为l,依据法拉第电磁感应定律ES,之前的闭合回路的感应电动势Ek2,圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为14的圆形闭合回路,根据面积之比等于周长的平方之
9、比,则14的圆形闭合回路的周长之比为12;之后的闭合回路的感应电动势Ek2k2;则前后两次回路中的电流比IIEE95,D正确【答案】B11如图1417甲所示,一个500匝的线圈的两端跟R99 的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20 cm2,电阻为1 ,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图1417乙所示,求磁场变化过程中通过电阻R的电流. 【导学号:97192021】图1417【解析】由题图乙知线圈中磁感应强度B均匀增加,其变化率 T/s10 T/s.由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为EnnS5001020104 V10 V由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为I
10、A0.1 A.【答案】0.1 A12如图1418所示,设匀强磁场的磁感应强度B为0.10 T,切割磁感线的导线的长度L为40 cm,线框向左匀速运动的速度v为5.0 m/s,整个线框的电阻R为0.50 ,试求:图1418(1)感应电动势的大小;(2)感应电流的大小;(3)使线框向左匀速运动所需要的外力【解析】(1)依据EBLv可解得EBLv0.10401025.0 V0.20 V.(2)依据闭合电路欧姆定律可得I A0.40 A.(3)依据安培力公式可求得FBIL0.100.4040102 N1.6102 N,依据平衡条件解得使线框向左匀速运动所需要的外力为1.6102 N.【答案】(1)0.20 V(2)0.40 A(3)1.6102 N