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1、選修 1 高二物理學(xué)科第三章同步練習(xí)題： 法拉第電磁感應(yīng)定律在現(xiàn)代，物理學(xué)已經(jīng)成為自然科學(xué)中最基礎(chǔ)的學(xué)科之一。小編準(zhǔn)備了選修 1 高二物理學(xué)科第三章同步練習(xí)題，希望你喜歡。一、基礎(chǔ)練1. 當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，下列說法中正確的是()A . 線圈中一定有感應(yīng)電流B. 線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化成正比D. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟線圈的電阻有關(guān)答案 B解析 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無關(guān)，且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化率成正比 .2. 一根直導(dǎo)線長(zhǎng)0.1 m ，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.1 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以 10 m/s

2、 的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說法錯(cuò)誤的是()A. 一定為 0.1 V B. 可能為零C.可能為0.01 V D.最大值為0.1 V答案 A解析 當(dāng)公式 E=Blv 中 B、 l 、 v 互相垂直而導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大： Em=Blv=0.10.110 V=0.1 V ，考慮 到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系，B、C D正確，A錯(cuò).3. 無線電力傳輸目前取得重大突破，在日本展出了一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng). 這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原理可無線傳輸電力 . 兩個(gè)感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對(duì)的位置，原理示意圖如圖 1 所示 . 下列說法正確的是()圖1A.若A線圈中輸入電流，

3、B線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B.只有A線圈中輸入變化的電流，B線圈中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C.A 中電流越大， B 中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D.A 中電流變化越快， B 中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大答案 BD解析 根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件，只有處于變化的磁場(chǎng)中，B線圈才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A錯(cuò)，B對(duì)；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于磁通量變化率，所以C錯(cuò)，D對(duì).4. 閉合回路的磁通量隨時(shí)間 t 的變化圖象分別如圖 2 所示， 關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述，其中正確的是()圖2A. 圖甲回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B. 圖乙回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變C.圖丙回路中0t1時(shí)間 內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于 t1t2時(shí)間內(nèi)

4、 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D. 圖丁回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小答案 B解析 因E=t,則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中t=0 ,即電動(dòng)勢(shì)E為0;圖乙中t=恒量，即電動(dòng)勢(shì) E為一恒定值；圖丙中E前 圖丁中圖象斜率t 先減后增， 即回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減后增，故只有 B 選項(xiàng)正確 .5.如圖3所示，PQR勃一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MNfe邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里， MNB與線框的邊成45角，E、F分別是PS和PQ的中點(diǎn).關(guān) 于線框中的感應(yīng)電流，正確的說法是()圖3A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電

5、流最大 D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，線框中感應(yīng)電流最大 答案 B解析當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大為 SR感應(yīng)電流達(dá)到最大.6.如圖4(a)所示，一個(gè)電阻值為 R,匝數(shù)為n的圓形金屬線 圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為 r2 的圓形區(qū)域 內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系圖線如圖 (b)所示 . 圖線與橫、縱軸的截距分別為 t0 和 B0. 導(dǎo)線的電阻不 計(jì).圖 4 求 0 至 t1 時(shí)間內(nèi)(1) 通過電阻 R1 上的電流大小和方向 ;(2) 通過電阻 R1 上的電荷量q 及電阻 R1 上產(chǎn)生的熱量.

6、答案 (1)nB0r223Rt0 從 b 到 a(2)nB0r22t13Rt0 2n2B202r42t19Rt20解析 (1) 由圖象分析可知， 0 至 t1 時(shí)間內(nèi) Bt=B0t0. 由法拉第電磁感應(yīng)定律有 E=nt=nBtS ，而 S=r22. 由閉合電路歐姆定律有I1=ER1+R.聯(lián)立以上各式得，通過電阻R1上的電流大小 I1=nB0r223Rt0.由楞次定律可判斷通過電阻 R1上的電流方 向從 b 到 a.(3) 通過電阻 R1 上的電量： q=I1t1=nB0r22t13Rt0電阻 R1 上產(chǎn)生的熱量： Q=I21R1t1=2n2B202r42t19Rt20二、提升練7 .如圖5所示

7、，A B兩閉合線圈為同樣導(dǎo)線繞成，A有10匝，B有20匝，兩圓線圈半徑之比為2： 1.均勻磁場(chǎng)只分布在 B 線圈內(nèi) . 當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻減弱時(shí)()圖5A.A 中無感應(yīng)電流8 .A、 B 中均有恒定的感應(yīng)電流C.A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為2：1D.A、B中感應(yīng)電流之比為1 : 2答案 BD解析 只要穿過線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，因?yàn)榇艌?chǎng)變化情況相同，有效面積也相同，所以，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同，又由于兩線圈的匝數(shù)和半徑不同，電阻值不同，根據(jù)歐姆定律，單匝線圈電阻之比為2 ： 1,所以，感應(yīng)電流之比為1 : 2.因此正確的答案是 B、 D.8. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一

8、個(gè)接有電容器的導(dǎo)線回路，如圖 6 所示，已知電容 C=3 0 F,回路的長(zhǎng)和寬分別為11=5 cm, 12=8cm,磁場(chǎng)變化率為 510-2 T/s ，則（）圖6A. 電容器帶電荷量為210-9CB. 電容器帶電荷量為410-9CC. 電容器帶電荷量為610-9CD. 電容器帶電荷量為810-9C答案 C解析 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩板間的電壓，U=E=t=Bt1112=510-20.050.08 V=210-4 V. 電容器的電荷量為 q=CU=CE=3010-6210-4 C=610-9 C , C選項(xiàng)正確.9. 如圖 7 所示，一正方形線圈 abcd 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱

9、軸 0的速運(yùn)動(dòng)，沿著 OO觀察，線圈沿逆時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng) . 已知 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， 線圈匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為l ,電阻為R,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為.則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位 置時(shí) () 圖7A. 線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB. 線圈中的感應(yīng)電流為nBl2RC. 穿過線圈的磁通量為0D. 穿過線圈的磁通量的變化率為 0答案 BC解析 圖示位置 bc 和 ad 的瞬時(shí)切割速度均為 v=l2ad 邊與 bc 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是E=Blv=12Bl2 且 bd 為高電勢(shì)端，故整個(gè)線圈此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=2n12Bl2=nBl2 ， 感應(yīng)電流為nBl2R,B正確.由右手定則可知線圈中的電流方向?yàn)閍dc

10、ba,A 錯(cuò)誤 . 此時(shí)磁通量為 0， 但磁通量變化率最大， 故選項(xiàng)為 B、 C.10. 如圖 8所示， 空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B， 方向相反且垂直紙面，MN PQ為其邊界，0劭其對(duì)稱軸.一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為 l 的正方形閉合回路abcd ， 回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對(duì)稱的位置時(shí)()圖8A. 穿過回路的磁通量為零B. 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 2Blv0C. 回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D. 回路中 ab 邊與 cd 邊所受安培力方向相同答案 ABD解析 線框關(guān)于OO寸稱時(shí)，左右兩側(cè)磁通量大小相等，磁場(chǎng)方向相反，合磁通量為 0; 根據(jù)右手定則， cd

11、 的電動(dòng)勢(shì)方向由c至fj d, ab的電動(dòng)勢(shì)方向由 a至11 b,且大小均為 Blv0，閉合電路的電動(dòng)勢(shì)為 2Blv0 ， 電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 ; 根據(jù)左手定則，ab 和 cd 邊所受安培力方向均向左，方向相同，故正確的選項(xiàng)為A、 B、 D.11.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長(zhǎng)為0.2 mi正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖 9 甲所示 . 當(dāng)磁場(chǎng)以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是()圖9A.Uab=0.1 V B.Uab=-0.1 VC.Uab=0.2 V D.Uab=-0.2 V答案 B解析 題中正方形線框的左半部分磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在線框

12、中有感應(yīng)電流，把左半部分線框看成電源，設(shè)其電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為2,畫由等效電路如圖乙所示 . 則 ab 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差即為電源的路端電壓， 設(shè) l 是邊長(zhǎng)，正方形線框的總電阻為 r ，且依題意知 Bt=10 T/s.由 E=t 得 E=BSt=Bl22t=100.222 V=0.2 V ，所以U=Ir2=Er2+r2r2=0.2rr2 V=0.1 V.由于a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，故Uab=-0.1 V,即B選項(xiàng)正確.點(diǎn)評(píng) 處理此類問題要分清內(nèi)、外電路( 哪部分相當(dāng)于電源) ，畫出等效電路圖 .12. 如圖 10所示，在空間中 存在兩個(gè)相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其寬度均為

13、 L. 現(xiàn)將寬度也為 L 的矩形閉合線圈， 從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過磁場(chǎng)區(qū)域，則在該過程中，能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時(shí)間變化的圖象是 ()圖 10答案 D 解析由楞次定律可知，當(dāng)矩形導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，方向始終向左，所以外力 F 始終水平向右，因安培力的大小不同，故選項(xiàng)D是正確的，選項(xiàng) C 是錯(cuò)誤的 . 當(dāng)矩形導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷，感應(yīng)電流的大小在中間時(shí)是最大的，所以選項(xiàng)A、 B 是錯(cuò)誤的 .點(diǎn)評(píng) 題中并沒有明確電流或安培力的正方向，所以開始時(shí)取正值或負(fù)值都可以，關(guān)鍵是圖象能否正確反映過程的特點(diǎn).13. 如

14、圖 11 所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為 r 的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B ，一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左向右勻速滑動(dòng)，電路的固定電阻為 R.其余電阻忽略不計(jì).試求MNA圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻R上的電流強(qiáng)度的平均值及通過的電荷量 .圖 11答案 Brv2R Br2R解析 由于 =BS=Br2 ，完成這一變化所用的時(shí)間 t=2rv ，故 E=t=Brv2.所以電阻R上的電流強(qiáng)度平均值為I=ER=Brv2R通過 R 的電荷量為 q=It=Br2R點(diǎn)評(píng) 回路中發(fā)生磁通量變化時(shí)，由于感應(yīng)電場(chǎng)的作用使電荷發(fā)生定向移動(dòng)而形成感應(yīng)電流，在t 內(nèi)遷移的電荷量（

15、感應(yīng)電荷量 ） 為：q=It=ERt=nt1Rt=nR.其中n為匝數(shù)，R為總電阻. 從上式可知，感應(yīng)電荷量?jī)H由回路電阻和磁通量的變化決定，與發(fā)生磁通量變化的時(shí)間無關(guān)，與線圈匝數(shù)有關(guān) .14. 如圖 12 所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m， 導(dǎo)軌平面與水平面成=37 角，下端連接阻值為 R 的電阻 . 勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，質(zhì)量為 0.2 kg 、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂 直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.25.圖 12(1) 求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大小 .(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8 W求該速度的大小 . 來 (3) 在上問中， 若 R=2 ， 金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向