法拉第电磁感应定律

课时知能训练

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，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．) 1．(2011·山东高考)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是()

A．焦耳发现了电流热效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

【解析】焦耳发现了电流的热效应，通常称此为焦耳热，A正确．库仑研究电荷间作用的规律，得出库仑定律，B正确．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了磁场产生电流，打开电气时代的大门，C错误．伽利略做斜面实验，研究自由落体运动，D错误．【答案】AB

图9－2－15

2．如图9－2－15所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是()

A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的

B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好

C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的

D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果

【解析】由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，故可提高

电磁炉的加热效果．故C 、D 正确．

【答案】 CD

3．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9－2－16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9－2－16

A.U Bd

B.πdU B

C.πdU 4B

D.πd 2U 4B

【解析】

由题意可以建立导体棒切割磁感线模型，如图所示，由U ＝Bd v ，S ＝14πd 2，Q ＝v S ，可得出血管中血液的流量Q ＝πdU 4B .故选C.

【答案】 C

图9－2－17

4．如图9－2－17所示，导体棒AB 长2R ，绕O 点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，OB 为R ，且OBA 三点在同一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B ，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB 两端的电势差大小为( )

A.32BωR 2 B ．2BωR 2

C ．4BωR 2

D ．6BωR 2

【解析】 连接OB ，则AB 产生的感应电动势就等于OA 产生的感应电动势E OA 与OB 产生的感应电动势E OB 之差．因E OA ＝BL v ＝

BL OA v OA＝3RB 3Rω

2＝

9

2BωR

2，E

OB

＝BL OB v OB＝RB

Rω

2＝

1

2BωR

2，E

AB

＝E OA－E OB＝4BωR2，C项正确．

【答案】 C

图9－2－18

5．(2012·西安模拟)如图9－2－18所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN 的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()

【解析】在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B -t图线的斜率变大，故选项D正确．

【答案】 D

图9－2－19

6．如图9－2－19所示，OO′为一金属转轴(只能转动不能移动)，M为与OO′固定连接且垂直于OO′的金属杆，当OO′转动时，M 的另一端在固定的金属环N上滑动，并保持良好的接触．整个装置处于一匀强磁场中，磁场方向平行于OO′轴，磁感应强度的大小为B0.图中V为一理想电压表，一端与OO′接触，另一端与环N连接．已知当OO′的角速度ω＝ω0时，电压表读数为U0；如果将磁场变为磁感应强度为nB0的匀强磁场，而要电压表的读数为mU0时，则OO′转动的角速度应变为()

A．nω0B．mω0 C.n

mω0 D.

m

nω0

【解析】电压表为理想电压表，故电压表读数为金属杆M转

动切割磁感线时产生的感应电动势的大小．U0＝1

2B0ω0r

2，mU

＝

1

2

nB0ω′r2，r为金属杆的长度，则ω′＝m

nω0.故D正确．

【答案】 D

图9－2－20

7．(2012·青岛模拟)如图9－2－20所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01 m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T，则从上向下看()

A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V

B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 V

C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V

D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V

【解析】铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即

铁芯的横截面积．根据电磁感应定律E＝n ΔΦ

Δt＝1×0.2×0.01 V＝

2×10－3V．又根据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针方向，即C正确．

【答案】 C

8.

图9－2－21

把电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图9－