1、考点规范练26法拉第电磁感应定律一、选择题(本题共8小题,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)甲1.(2015广东汕头模拟)图甲所示的电路中,S是闭合的,此时流过L的电流为I1,流过灯泡A的电流为I2,且I1I2,在t1时刻将S断开,那么流过灯泡A的电流随时间变化的图象在图乙中表示不正确的是()乙2.如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化,下列说法正确的是()A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感
2、应电流可能不变3.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一电荷量为+q的小球.已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感应电动势及感生电场对小球的作用力所做功的大小分别是()A.感应电动势为kr2B.感应电动势为2kr2C.电场力做功为2r2qkD.电场力做功为r2qk4.如图所示,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
3、场为止,下列结论正确的是()A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E=BavD.感应电动势平均值E=14Bav5.甲如图甲所示,在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,沿水平面固定一个V字形金属框架CAD,已知A=,导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下,沿垂直EF的方向以速度v匀速向右平移,使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路.已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同,其单位长度的电阻均为R,框架和导体棒均足够长,导体棒在运动中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好.关于EF的电动势E、回路中的电流I、通过EF横截面的电荷量q、回路消耗的电功率P随时间t变
4、化关系的图象如图乙所示,则可能错误的是()乙6.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系作出了贡献.下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系7.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示(D点横坐标是0.005 s)()A.线圈中0时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻
5、感应电动势最大D.线圈中0至D时间内平均感应电动势为0.4 V8.如图所示,A为多匝线圈,与开关、滑动变阻器相连后接入M、N间的交流电源,B为一个接有小灯珠的闭合多匝线圈,下列关于小灯珠发光情况的说法正确的是()A.闭合开关后小灯珠可能发光B.若闭合开关后小灯珠发光,则再将B线圈靠近A,则小灯珠更亮C.闭合开关瞬间,小灯珠才能发光D.若闭合开关后小灯珠不发光,将滑动变阻器的滑片左移后,小灯珠可能会发光二、论述计算题9.如图,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Bt=k,k为负的常量.用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场
6、区域中.求导线中感应电流的大小和方向.10.如图(1)是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个半径r=0.1 m的有20匝的线圈套在辐射状永久磁铁槽中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布,如图(1)所示.在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T,线圈的电阻为2 ,它的引出线接有8 的小灯泡L.外力推动线圈框架的P端,使线圈做往复运动,便有电流通过小灯泡.当线圈向右的位移随时间变化的规律如图(2)所示时,取x向右为正,试求:图(1)图(2)图(3)(1)在图(3)中画出感应电流随时间变化的图象在图(1)中取电流经L由CD为正.(2)每一次推动线圈运动过程中的作用力大小.(3)该发电机输出
7、的功率(摩擦等损耗不计).答案：1.ABC解析:S断开后,流过灯泡的电流改为向左,并且从I1开始非线性减小,选项D正确.2.AD解析:由法拉第电磁感应定律可知,感应电流的大小取决于磁通量的变化率,与磁感应强度的增或减无关,A中当磁感应强度增加时,磁通量的变化率可能减小,D中磁通量的变化率可能不变.选项A、D正确.3.AD解析:设圆环所在回路感应电动势为E,则由法拉第电磁感应定律得E=t=BSt=kS=kr2,小球运动一周,感应电场对小球做功的大小W=qE=qkr2,故选项A、D正确.4.ACD解析:在闭合回路进入磁场的过程中,通过闭合回路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针
8、方向不变,A正确;根据左手定则可以判断,CD段受安培力向下,B不正确;当半圆闭合回路进入磁场一半时,即这时等效长度最大为a,这时感应电动势最大为E=Bav,C正确;感应电动势的平均值E=t=B12a22av=14Bav,D正确.5.ABC解析:由E=BLv知,导体棒EF的感应电动势与L成正比,又L=2vttan 2,可知,E与t成正比,选项A错误;由电阻定律可知,回路的总电阻r=2vt(tan 2+1cos 2)R,由欧姆定律可知,感应电流I=Er=Bvtan 2(tan 2+1cos 2)R大小恒定,选项B错误;由q=It可知,通过EF截面的电荷量q与t成正比,选项C错误;由P=I2r可知,
9、功率与r成正比,r与L成正比,L与t成正比,故选项D正确.6.ACD解析:奥斯特实验和法拉第电磁感应现象揭示了磁和电之间的联系,A、C对;焦耳发现了电流的热效应,给出的焦耳定律公式能定量计算热量,揭示电与热的定量关系,D对;欧姆定律是电路规律,不能说明热现象和电现象之间存在联系,B错.7.ABD解析:Et,而t是-t图象的斜率,在由0到D的过程中,斜率逐渐变小直至为零,故A、B项正确,C项错误;0至D时间内平均感应电动势E=t=210-30.005 V=0.4 V,D项对.8.AB解析:闭合开关后,A产生交变磁场,穿过B的磁通量发生变化,小灯珠通电后可能发光,选项A正确,选项C错误;闭合开关后
10、再将B靠近A,穿过B的磁通量的变化率增大,产生的感应电动势增大,小灯珠更亮,选项B正确;若闭合开关后小灯珠不发光,将滑动变阻器的滑片左移后,A中的电流减小,穿过B的磁通量的变化率减小,小灯珠不会发光,选项D错误.9.解析:线框中产生的感应电动势E=t=BSt=12l2|k|在线框中产生的感应电流I=ERR=4lS联立得I=|k|lS8因为Bt=k,k为负的常量,故穿过方框的磁通量减少,根据楞次定律知感应电流的磁场是垂直纸面向里,感应电流方向是顺时针方向.答案:|k|lS8顺时针方向10.解析:(1)从题图(2)可以看出,线圈往返的每次运动都是匀速直线运动,其速度v=xt=0.080.1 m/s=0.8 m/s线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势E=nBLv=nBv2r=200.20.823.140.1 V2 V感应电流I=ER1+R2=28+2 A=0.2 A根据右手定则可得,当线圈沿x正方向运动时,产生的感应电流方向为负,可得到如图所示的图象.(2)由于线圈每次运动都是匀速直线运动,所以每次运动过程中推力须等于安培力,即F=F安=nBIL=nBI2r=200.20.223.140.1 N0.5 N.(3)发电机的输出功率即小灯泡的电功率P=I2R2=0.228 W=0.32 W.答案:(1)见解析图(2)0.5 N(3)0.32 W8