内容正文:
课时分层作业(五) 法拉第电磁感应定律
(建议用时:25分钟)
考点一 感应电动势的理解
1.关于感应电动势,下列说法中正确的是( )
A.电源电动势就是感应电动势
B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源
C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势
D.电路中有电流就一定有感应电动势
B [电源电动势的来源很多,不一定是由于电磁感应产生的,所以A错误;在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体相当于电源,即使没有感应电流,也可以有感应电动势,B正确,C错误;电路中的电流可能是由化学电池或其他电池作为电源提供的,所以有电流不一定有感应电动势,D错误。]
2.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
C [由法拉第电磁感应定律E=n知,感应电动势的大小与线圈匝数有关,选项A错误;感应电动势正比于,与磁通量的大小无直接关系,选项B错误,C正确;根据楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即“增反减同”,选项D错误。]
考点二 法拉第电磁感应定律的应用
3.穿过单匝闭合线圈的磁通量在6秒钟内均匀地增大12 Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势将均匀增大
B.线圈中的感应电流将均匀增大
C.线圈中的感应电动势将保持2 V不变
D.线圈中的感应电流将保持2 A不变
C [由法拉第电磁感应定律E=,得E=2 V,故A、B错,C对;因线圈电阻不一定等于1 Ω,故D错。]
4.一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中感应电流增强一倍,下述哪些方法是可行的( )
A.使线圈匝数增加一倍
B.使线圈面积增加一倍
C.使线圈匝数减少一半
D.使磁感应强度的变化率增大一倍
D [根据E=n =n S求电动势,要考虑到当n、S发生变化时,导体的电阻也发生了变化,若匝数增加一倍,电阻也增加一倍,感应电流不变,A错误;同理C错误;若面积增加一倍,长度为原来的 倍,电阻为原来的 倍,电流为原来的 倍,B错误;磁感应强度的变化率增大一倍,则感应电动势增大一倍,电阻不变,感应电流增大一倍,D正确。]
5.闭合线圈的匝数为n,每匝线圈面积为S,总电阻为R,在Δt时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ,则通过导线某一截面的电荷量为( )
A. B. C. D.
C [由法拉第电磁感应定律:E=n;再由欧姆定律:I=,电荷量公式:Q=It;三式联立可得Q=,故选项C正确。]
6.如图所示,在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场未画出),磁感应强度B随时间t变化关系为B=B0+kt。在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线),则导线环中的感应电动势大小为( )
A.0 B.kπR2
C. D.2kπR2
C [由E=n==πR2k,可知选项C正确。]
考点三 “切割类”感应电动势的计算
7.一根弯成直角的导线放在B=0.4 T的匀强磁场中,如图所示,导线ab=30 cm,bc=40 cm当导线以5 m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为( )
A.1.4伏 B.1.0伏
C.0.8伏 D.0.6伏
B [由ab=30 cm,bc=40 cm则ac=50 cm。当切割磁感线的有效长度L=ac=50 cm,产生的感应电动势最大Em=BLv=0.4×0.5×5 V=1.0 V,B对。]
8.如图所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好,ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,设金属棒与两导轨间夹角为60°,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金属棒的电流为( )
A.I= B.I=
C.I= D.I=
B [导体棒切割磁感线的有效长度为:L·sin 60°=L,故感应电动势E=Bv,由闭合电路欧姆定律得I=,故选项B正确。]
9.(多选)某地地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s。下列说法正确的是( )
A.电压表记录的电压为5 mV
B.电压表记录的电压为9 mV
C.河南岸的电势较高
D.河北岸的电势较高
BD [海水在落潮时自西向东流,该过程可以理解为:自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线。根据右手定则可判断出北岸是正极,电