2014-2015高中物理(人教版)选修1-1课后练习 3-2 法拉第电磁感应定律 Word版含解析

第三章电磁感应

二、法拉第电磁感应定律

课时训练13法拉第电磁感应定律

1.下列关于感应电动势的说法中,正确的是()

A.穿过闭合电路的磁通量越大,感应电动势就越大

B.穿过闭合电路的磁通量的变化越大,感应电动势就越大

C.穿过闭合电路的磁通量的变化越快,感应电动势就越大

D.穿过闭合电路的磁通量不变化,感应电动势为零

答案:CD

2.如图所示,将条形磁铁从相同的高度分别以速度v和2v插入线圈,电流表指针偏转角度较大的是()

A.以速度v插入

B.以速度2v插入

C.一样大

D.无法确定

答案:B

解析:条形磁铁初末位置相同,因此磁通量变化相同,但速度越大,时间越短,则磁通量变化率越大,即感应电动势越大,感应电流也就越大,电流表指针偏转角度越大,所以B项正确.

3.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀减少2 Wb,则()

A.线圈中感应电动势每秒增大2 V

B.线圈中感应电动势每秒减小2 V

C.线圈中无感应电动势

D.线圈中感应电动势大小保持2 V不变

答案:D

解析:根据法拉第的电磁感应定律,磁通量均匀地变化,产生恒定的电动势,E==2 V.

4.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行

于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将()

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.始终为零

D.不为零,但保持不变

答案:C

解析:由安培定则知,通电直导线周围磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆,所以直导线在圆的直径正上方时,穿过圆面的磁通量必为零.可借助于剖面图来理解,如图所示为题图从右向左看的图形,下方线段表示圆面截面,上方“☉”表示电流向外,画出部分磁感线如图所示,显然,磁感线从左侧穿入面,又从右侧穿出面,故磁通量始终为零.

5.如图画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()

A.第0.6 s末线圈中的感应电动势为4 V

B.第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大

C.第1 s末线圈的瞬时电动势为零

D.第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同

答案:ABC

解析:题图给出了磁通量的变化图象,由法拉第电磁感应定律计算:第0.6 s末线圈中的感应电动势为V=4 V,A正确.第0.9 s末线圈中的瞬时电动势为V=30 V,第0.2 s末的瞬时电动势为V,所以B正确.第1 s 末线圈的瞬时电动势为零,C正确.第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相反,D错.

6.汽车在制动时,有一种ABS系统,它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动.纯滑动不但制动效果不好,而且易使车辆失去控制.为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置.如果检测出车轮不再转动,就会自动放松制动机构,让轮子仍保持缓慢转动状态.这种检测装置称为电磁脉冲传感器,如图甲所示,B是一根永久磁铁,外面绕有线圈,它的左端靠近一个铁质齿轮,齿轮转动与转动的车轮是同步的.图乙是车轮转动时输出电流随时间变化的图象.

(1)为什么有电流输出?

(2)若车轮转速减慢了,图象会变成怎样?

答案:(1)当齿轮上的齿靠近线圈时,由于磁化使永久磁体的磁场增强,因此在线圈中产生感应电流.齿轮离开时,又在线圈中产生反方向的感应电流.

(2)车轮转速减慢,电流变化频率变小,周期变大,且电流峰值变小.

7.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间平放一系列线圈,请探究:

(1)当列车运行时,通过线圈的磁通量会不会发生变化?

(2)列车的速度越快,通过线圈的磁通量变化越快吗?

答案:(1)变化(2)越快

解析:(1)当列车运行时,磁铁与线圈相对运动,所以通过线圈的磁通量会发生变化.

(2)列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快.

8.如图所示,一个n=50匝,电阻不计的线圈两端跟R=100 Ω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S=20 cm2.磁感应强度以=100T/s的变化率均匀减小.在这一过程中通过电阻R的电流为多大?

答案:0.1 A

解析:由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E=n==50×20×10-4×100 V =10 V

由欧姆定律得I== A=0.1 A.