1、1第四章 第 4节 法拉第电磁感应定律课后强化演练一、选择题1(多选)(2017平遥月考)一个闭合的正方形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向成 30角，当磁场的磁感应强度发生均匀变化时，可在线圈内产生电流强度为 I的电流，若要使电流强度变为 2I，可采用的方法是( )A线圈匝数增加 1倍B使线圈平面与磁感线间的夹角变成 90C正方形的边长增加 1倍D磁感应强度对时间的变化率增加 1倍解析：根据法拉第电磁感应定律可知， E n ，将线圈的匝数增加 1倍时，线圈产 t生的感应电动势也增加为原来的 2倍，但线圈电阻也增加为原来的 2倍，线圈中的感应电流没有变化，A 选项错误；使线圈平面与磁感线间
2、的夹角变为 90，线圈的磁通量变为 2倍，感应电动势变为 2倍，感应电流变为原来的 2倍，B 选项正确；将线圈的边长增加 1倍时，则线圈面积是原来的 4倍，产生的感应电动势是原来的 4倍，根据电阻定律可知，线圈电阻是原来的 2倍，感应电流是原来的 2倍，C 选项正确；将磁感应强度对时间的变化率增加 1倍，产生的感应电动势是原来的 2倍，由于线圈电阻不变，感应电流是原来的2倍，D 选项正确答案：BCD2(2017宁夏模拟)如图虚线上方空间有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴 O以角速度 匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，那么，能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是下列图中的哪一个(
3、 )解析：线框在磁场外转动时，无感应电流；当线框进入磁场时，切割的有效长度为半径，恒定不变，根据旋转切割原理可知， E BL2 ，感应电动势和感应电流大小不变，根12据右手定则可知，电流为逆时针；当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流；当线框穿出磁场时，感应电动势和感应电流大小不变，根据右手定则可知，电流为顺时针，A2选项正确答案：A3(多选)如图所示，先后以速度 v1和 v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v12 v2，在先后两种情况下( )A线圈中的感应电流之比为 I1 I221B线圈中的感应电流之比为 I1 I212C线圈中产生的焦耳热之比 Q1 Q212D通过线圈某截面的电荷
4、量之比 q1 q211解析：匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，导体切割磁感线产生感应电动势E BLv，感应电流 I ，速度之比等于电流之比，故 A选项正确，B 选项错误；根据焦BLvR耳定律 Q I2Rt ，焦耳热之比等于电流之比，C 选项错误；根据 q It B2L3vR BLvR Lv，可知通过某截面的电荷量之比为 11，D 选项正确BL2R答案：AD4在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知 C30 F， L15 cm， L28 cm，磁场以 5102 T/s的速率增加，则( )A电容器上极板带正电，带电荷量为 6105 CB电容器上极板带负电，带电荷量为 610
5、5 CC电容器上极板带正电，带电荷量为 6109 CD电容器上极板带负电，带电荷量为 6109 C解析：电容器两极板间的电势差 U等于感应电动势 E，由法拉第电磁感应定律，可得E L1L2210 4 V，电容器的带电荷量 Q CU CE610 9 C，再由楞次定律可知 B t上极板的电势高，带正电，故 C项正确答案：C5(2017安徽省模拟)如图所示，平行极板与单匝圆线圈相连，极板距离为 d，圆半3径为 r，单匝线圈的电阻为 R1，外接电阻为 R2，其它部分的电阻忽略不计在圆中有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度均匀增加，有一个带电粒子静止在极板之中，带电粒子质量为 m、电量为 q.则下列说法正确
6、的是( )A粒子带正电B磁感应强度的变化率为 B t R1 R2 mgd r2qR2C保持开关闭合，向上移动下极板时，粒子将向下运动D断开开关 S，粒子将向下运动解析：垂直纸面向里的磁场均匀增加，根据楞次定律可知，平行板电容器的上极板电势高，带正电，下极板电势低，带负电，带电粒子受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力作用，处于平衡状态，故粒子带正电，A 选项错误；根据平衡条件得， mg q ，根据法Ud拉第电磁感应定律得感应电动势 E n n S，根据闭合电路欧姆定律可知， U t B tE，联立解得， ，B 选项正确；当保持开关闭合，则极板间的电R2R2 R1 B t R1 R2 mgd r2
7、qR2压不变，当向上移动下极板时，间距减小，电场强度增大，电场力增大，粒子将向上运动，C选项错误；当断开开关 S，电容器电荷量不变，电场强度不变，电场力也不变，粒子静止不动，D 选项错误答案：B6如图所示，用一根横截面积为 S的硬导线做成一个半径为 r的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率 k(k0)， ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为 .则( ) B tA圆环中产生顺时针方向的感应电流B圆环具有扩张的趋势C圆环中感应电流的大小为krS44D图中 ab两点间的电压大小为 k r212解析：根据楞次定律，可判断圆环中产生的感应电流沿逆时
8、针方向，故 A错误；当磁场增大时，穿过线圈的磁通量增加，由于“阻碍”作用，线圈有缩小的趋势，故 B错误；根据法拉第电磁感应定律 E r2k， R ，所以电流 I ，故 C正确； t 12 2 rS ER krS4圆环的右侧相当于电源，左侧是外电路， a、 b两点间的电压是路端电压，即U r2k，故 D错误E2 14答案：C二、非选择题7.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样的高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 E1 _E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是 q1_q2(选填“大于” 、“等于”或“小于”)解析
9、根据法拉第电磁感应定律 E n 可知，感应电 t动势的大小正比于磁通量的变化率，两次实验时，磁通量的变化量相同，第一次时间短，第二次时间长，则第一次产生的感应电动势大；根据电荷量的关系式q It t n ，两次通过线圈导线横截面电量大小相等n tR R答案：大于 等于8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 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 B t框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：5(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化解析：(1)根据法拉第电磁感应定律得导线框的感应电动势为E k ，根据闭合电路欧姆定律可知，导线框中的电流为 I ， t B t l22 l22 ER E 4lS联立各式解得， I .klS8(2)根据安培力公式得， F BIl，其中安培力随时间的变化率 Il . F t B t k2l2S8答案：(1) (2)klS8 k2l2S8
