高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-2第四章 电磁感应4 法拉第电磁感应定律课时训练

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1．(对应要点一)(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，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
解析：线圈平面与磁场方向垂直，因此E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，感应电动势的大小与线圈的匝数及磁通量的变化率有关，匝数越多，磁通量变化越快，感应电动势则越大。若磁场的磁感应强度在减小，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，若磁场的磁感应强度在增大，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，C项正确。
答案：C
2.(对应要点一)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4－4－8所示，则O →D过程中( )
A．线圈在O时刻感应电动势最大
B．线圈在D时刻感应电动势为零 图4－4－8
C．线圈在D时刻感应电动势最大
D．线圈在O至D时间内平均感应电动势为0.4 V
解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从O至D时间内的平均感应电动势E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(2×10－3,0.01/2) V＝0.4 V。
由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率ΔΦ/Δt决定，而任何时刻磁通量的变化率ΔΦ/Δt就是Φ－t图像上该时刻切线的斜率，不难看出O点处切线斜率最大，D点处切线斜率最小，故A、B、D选项正确。
答案：ABD
3.(对应要点二)如图4－4－9所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时，其他电阻不计， 图4－4－9
电阻R中的电流为( )
A.eq \f(Bdv,Rsin 60°) B.eq \f(Bdv,R)
C.eq \f(Bdvsin 60°,R) D.eq \f(Bdvcs 60°,R)
解析：因磁感应强度B的方向、棒的运动方向及棒本身三者相互垂直，故E＝Blv，其中l＝eq \f(d,sin 60°)，结合欧姆定律可知选项A正确。
答案：A
4．(对应要点三)如图4－4－10所示，在宽为0.5 m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r＝0.6 Ω的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R1＝4 Ω、R2＝6 Ω，其他电阻不计。整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示磁感应强度 B＝0.1 T。当直导 图4－4－10
体棒在导轨上以v＝6 m/s的速度向右运动时，求：直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小。
解析：由题意可画出如图所示的电路图，则感应电动势E＝Blv＝0.1×0.5×6 V＝0.3 V
又R外＝eq \f(R1·R2,R1＋R2)＝eq \f(6×4,6＋4) Ω＝2.4 Ω
则U＝eq \f(ER外,R外＋r)＝eq \f(0.3×2.4,2.4＋0.6) V＝0.24 V，
I1＝eq \f(U,R1)＝0.06 A，I2＝eq \f(U,R2)＝0.04 A。
答案：0.24 V 0.06 A 0.04 A