(江苏专用试题)2019年高考物理总复习 课时作业三十九 法拉第电磁感应定律

课时作业 三十九 法拉第电磁感应定律
(限时：45分钟)
(班级________ 姓名________)
1．(多选)穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少4 Wb ，则( )
A ．线圈中感应电动势一定是每秒减少4 V
B ．线圈中感应电动势一定是4 V
C ．线圈中感应电流一定是每秒减少4 A
D ．线圈中感应电流一定是4 A
2．如图所示，将一直导线AC 折成ABC 形状，AB BC ＝1
2
，且AB ⊥BC ，将导线ABC 放在纸面
内，匀强磁场垂直纸面向里，使导线ABC 以相同的速度分别垂直AB 、BC 、AC 在纸面内做匀速直线运动，AC 两端电压分别为U 1、U 2、U 3，三者之比正确的是( )
第2题图
A ．U 1∶U 2∶U 3＝1∶1∶1
B ．U 1∶U 2∶U 3＝1∶2∶2
C ．U 1∶U 2∶U 3＝1∶2∶3
D ．U 1∶U 2∶U 3＝1∶2∶ 5
3．如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
第3题图
A.Ba 22Δt
B.nBa 22Δt
C.nBa 2Δt
D.2nBa 2
Δt
4．(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片
P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是( )
第4题图
A ．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流动
C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D ．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍 5．(多选)如图所示，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abcd ，回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动，当运动到关于OO ′对称的位置时( )
第5题图
A ．穿过回路的磁通量为零
B ．回路中感应电动势大小为2Blv 0
C ．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
6．两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m 、电荷量为＋q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
第6题图
A ．磁感应强度
B 竖直向上且正增强，ΔΦΔt ＝dmg
nq
B ．磁感应强度B 竖直向下且正增强，ΔΦΔt ＝dmg
nq
C ．磁感应强度B 竖直向上且正减弱，ΔΦΔt ＝dmg （R ＋r ）
nqR
D ．磁感应强度B 竖直向下且正减弱，ΔΦΔt ＝dmg （R ＋r ）
nq
7．如图所示，两根同种金属材料、同一粗细、长度的导线，一根直接折成正方形闭合
线框(甲)，另一根先拉长为原来的2倍再折成正方形闭合线框(乙)．磁场垂直纸面向里均匀变化，将两线框一起垂直磁场摆放，求：
(1)二者感应电动势之比； (2)二者感应电流之比； (3)二者热功率之比．
甲 乙 第7题图
8．如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L ＝0.4 m ．导轨右端接有阻值R ＝1 Ω的电阻．导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为L .从0时刻开始，磁感应强度B 的大小随时间t 变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v ＝1 m/s 做直线运动，求：
(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E ； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力F ，以及棒通过三角形abd 区域时电流i 与时间t 的关系式．
第8题图
课时作业(三十九) 法拉第
电磁感应定律1.BD 【解析】 感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率
成正比，与磁通量是增是减无关，由法拉第电磁感应定律E ＝
n
ΔφΔt 得E ＝4 V ，线圈中电流I ＝E
R
＝4 A ，故B 、D 正确． 2．D 【解析】 部分导线切割磁感线时E ＝BLv ，其中L 为导体切割磁感线的有效长度，依题意可知U 1∶U 2∶U 3＝1∶2∶5，故D 选项正确．
3．B 【解析】 当磁场增强时线圈中产生感应电动势：E ＝n ΔφΔt ＝n ΔB Δt S ＝n ΔB Δt a 2，B
项正确．
4．AB 【解析】 由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a 到
b 的方向流动，选项B 正确；由感应电动势E ＝12
Bl 2ω知，角速度恒定，则感应电动势恒定，
电流大小恒定，选项A 正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C 错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，
由P ＝I 2
R 知，电流在R 上的热功率变为原来的4倍，选项D 错误．
5．ABD 【解析】 由题意知，穿过闭合回路的磁通量Φ＝0，A 正确；由右手定则判知ab 边与cd 边切割磁感线产生的感应电动势相当于两个电源串联，回路中的感应电动势E ＝Bl ab v 0＋Bl cd v 0＝2Blv 0，B 正确；由右手定则可知感应电流的方向为逆时针方向，C 错误；由左手定则可知ab 边与cd 边所受的安培力方向均向左，D 正确．
6．C 【解析】 由题意电荷量＋q 的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电．A 、C.若磁感应强度B 竖直向上，B 正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，故A 错误．若磁感应强度B 竖直向上且B 正在减弱时，油滴能保持平衡．根据法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦ
Δt ①，金
属板间的电压：U ＝E
R R ＋r
②， 要使油滴平衡，则有q U d ＝mg ③，联立①②③得：
ΔΦ
Δt
＝dmg （R ＋r ）
nqR
.故C 正确．同理可知，磁感应强度B 竖直向下且正增强时，线圈中产生的感应
电动势是上负下正，金属板下板带正电，上板带负电，油滴能平衡，且有ΔΦΔt ＝dmg （R ＋r ）
nqR ，
故B 错误．磁感应强度B 竖直向下减弱时，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下
板带负电，上板带正电，油滴不能平衡．故D 错误．
7．(1)1∶4 (2)1∶1 (3)1∶4
【解析】 此题解题关键是要注意拉长导线的同时对导线截面积亦有影响．
设甲导线长为4l 电阻率为ρ横截面积为S ，则乙导线长为8l 横截面积为S
2，根据题中
所给条件，结合电阻定律公式可得：
两线框所围面积之比S 1S 2＝1
4①，
两线框电阻之比R 1R 2＝1
4
②，
根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt ③，而电流I ＝E R ④，电功率P ＝E
2
R ⑤，综合
①②③④⑤可得：
(1)电动势之比E 1E 2＝14 (2)电流之比I 1I 2＝11 (3)功率之比P 1P 2＝1
4
.
8．(1)0.04 V (2)0.04 N i ＝(t －1)A(1 s ≤t ≤1.2 s)
【解析】 (1)正方形磁场的面积为S ，则S ＝L 2
2＝0.08 m 2
.在棒进入磁场前，回路中的
感应电动势是由于磁场的变化而产生的．由B ­t 图象可知ΔB Δt ＝0.5 T/s ，根据E ＝n ΔΦ
Δt ，
得回路中的感应电动势E ＝
ΔB
Δt
S ＝0.5×0.08 V ＝0.04 V. (2)当导体棒通过bd 位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大．此时感应电动势E ′＝BLv ＝0.5×0.4×1 V ＝0.2 V ；
回路中感应电流I ′＝
E ′R ＝0.2
1
A ＝0.2 A 导体棒受到的安培力
F ＝BI ′L ＝0.5×0.2×0.4 N ＝0.04 N
当导体棒通过三角形abd 区域时，导体棒切割磁感线的有效长度 l ＝2v (t －1) (1 s ≤t ≤1.2 s)
感应电动势e ＝Blv ＝2Bv 2
(t －1)＝(t －1) V 感应电流i ＝e R
＝(t －1)A(1 s ≤t ≤1.2 s)．。