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课时作业(7) 法拉第电磁感应定律
[对应学生用书P93]
1.如果闭合电路中的感应电动势很大,那一定是因为( )
A.穿过闭合电路的磁通量很大
B.穿过闭合电路的磁通量变化量很大
C.穿过闭合电路的磁通量的变化很快
D.闭合电路的电阻很小
C [根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于穿过闭合电路的磁通量的变化率,即感应电动势的大小与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系,所以C正确,A、B、D错误.]
2.(多选)在理解法拉第电磁感应定律E=n及其改写式E=nS,E=nB的基础上,下列叙述正确的是( )
A.对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比
B.对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁感应强度的变化量ΔB成正比
C.对给定的磁场,感应电动势的大小跟线圈面积的变化率成正比
D.三个计算式计算出的感应电动势都是Δt时间内的平均值
ACD [电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.利用法拉第电磁感应定律便可判断选项A、C、D正确.]
3.如图所示的情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
A.乙和丁 B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙
B [公式E=Blv中的l为导体切割磁感线的有效长度,甲、乙、丁中的有效长度均为l,感应电动势E=Blv,而丙的有效长度为l sin θ,感应电动势E=Blv sin θ,故B正确.]
4.(2021·山东滨州高二检测)一个电阻是R,半径为r的单匝线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,若以线圈的直径为轴旋转180°,则在此过程中,导线横截面上通过的电荷量为( )
A.0 B.
C. D.
C [由法拉第电磁感应定律得=,由闭合电路欧姆定律得=,导线横截面上通过的电荷量q=Δt,联立得q=,由于开始线圈平面与磁场垂直,现把线圈旋转180°,则有ΔΦ=2BS=2Bπr2;可得:q=,故选C.]
5.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. B.
C. D.
B [导体棒切割磁感线的有效长度为l=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.]
6.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( )
A. B.
C. D.
B [线圈中产生的感应电动势E=n=n··S=n··=,选项B正确.]
7.(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河北岸是正极,电势高,南岸电势低,所以C错误,D正确.E=Blv=4.5×10-5×100×2 V=9×10-3 V=9 mV,所以B正确,A错误.]
8.如图所示,半径为r的金属圆盘(电阻不计)在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的方向和大小是( )
A.由c到d,I= B.由d到c,I=
C.由c到d,I= D.由d到c,I=
D [金属圆盘在匀强磁场中匀速转动,可以等效为无数根并排的长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动,其产生的感应电动势大小为E=,由右手定则可知感应电流方向由边缘指向圆心,故通过电阻R的电流I==,方向由d到c,故D正确.]
9.如图所示,半径为r的圆形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场的磁感应强度随时间均匀增大,其变化率为=k;纸面内的平行金属导轨ab、cd与磁场边界相切于O、O′点,边长ab=2bc,导轨两端接有电阻均为R的两个灯泡,构成闭合回路,金属导轨的电阻忽略不计.则回路中( )
A.没有感应电动势,也没有感应电流
B.产生感应电动势,但无感应电流
C.感应电流的大小为
D.感应电流的大小为
D [回路中磁通量发生变化,因此有感应电动势,abcd构成闭合回路,也有感应电流,