内容正文:
第4课时 法拉第电磁感应定律
第四章 电磁感应
一、单选题
1.(2020·浙江高二月考)关于物理学史,以下说法不正确的是( )
A.笛卡儿指出:如果没有其他原因,运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向
B.最早将实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是伽利略
C.安培提出了电磁场及电场线,磁感线的概念
D.奥斯特通过实验发现电流产生磁场
【答案】C
【解析】A.笛卡儿指出:如果没有其他原因,运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向,故A正确;
B.最早将实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是伽利略,故B正确;
C.法拉第提出了电磁场及电场线,磁感线的概念,故C错误;
D.斯特通过实验发现电流产生磁场,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
2.(2021·全国高三专题练习)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动,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,则由O到D的过程中,下列说法错误的是( )
A.O时刻线圈中感应电动势不为零
B.D时刻线圈中感应电动势为零
C.D时刻线圈中感应电动势最大
D.由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V
【答案】C
【解析】A.在图像切线斜率表示感应电动势大小,O时刻斜率不为零,说明线圈中感应电动势不为零,故A不符合题意;
BC.D时刻斜率为零,说明此时线圈中感应电动势为零,故B不符合题意,C符合题意;
D.设由O至D时间内线圈中平均感应电动势为,由法拉第电磁感应定律可得
故D不符合题意。
故选C。
3.(2020·山东济南一中)如图所示,A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成,半径rA=3rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,则( )
A.A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=3:1
B.A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1
C.A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1
D.A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1
【答案】C
【解析】AB.根据法拉第电磁感应定律,可得
则有
故AB错误;
CD.设线圈单位长度的电阻为R,根据闭合电路的欧姆定律有
联立解得
故C正确,D错误。
故选C。
4.(2020·和县第二中学高二月考)如图所示,一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。则下列说法正确的是( )
A.金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多
B.金属杆ab上滑过程与下滑过程产生的焦耳热一定相等
C.金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热
D.金属杆ab上滑过程中克服安培力与摩擦力做功之和等于
【答案】A
【解析】A.根据
上滑过程和下滑过程磁通量的变化量相等,则通过电阻R的电量相等,A正确;
B.经过同一位置时:下滑的速度小于上滑的速度,下滑时棒受到的安培力小于上滑所受的安培力,则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值,所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功,故上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量,上滑过程与下滑过程电磁感应而产生的焦耳热不相等,B错误;
C.根据能量守恒定律可知金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热和因摩擦产生的热,C错误;
D.金属杆ab上滑过程中受到重力、安培力、摩擦力作用,这些力都做功负功,根据动能定理得知:ab棒克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于,D错误。
故选A。
5.(2020·广东仲元中学高二期末)如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈,工作过程中某段时间通电线圈存在顺时针方向(从左向右看)均匀增大的电流,则( )
A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针
B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大
C.有金属片通过时,金属片中没有感应电流
D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化
【答案】D
【解析】A.当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,可知穿过右侧线圈的磁通量向右且增大,根据楞次定律,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,A错误;
B.通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感应电流