物理4 法拉第电磁感应定律测试题

法拉第电磁感应定律同步练习

1、法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小  （ C   ）

A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比

B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比

C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比

D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比

2、下列几种说法中正确的是： （  D  ）

A、线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大[金太阳新课标资源网]

B、穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大

C、线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大

D、线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大

3（2011广东）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（ C  ）

 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：由E=，AB错，C正确。B原与B感的方向可相同亦可相反。D错。选C

4、在理解法拉第电磁感应定律及改写形势,的基础上（线圈平面与磁感线不平行），下面叙述正确的为：（ ACD   ）

A、对给定线圈，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 成正比

C、对给定匝数的线圈和磁场，感应电动势的大小跟面积的平均变化率成正比

D、题目给的三种计算电动势的形式，所计算感应电动势的大小都是时间内的平均值

5、在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是( D )

A．电压表有读数，电流表没有读数

B．电压表有读数，电流表也有读数

C．电压表无读数，电流表有读数

D．电压表无读数，电流表也无读数

解析：以a、b、c、d四根导线围成的回路为研究对象，在两棒匀速运动时，回路没有磁通量变化，故Ⓐ、中没有电流产生，均无读数．

6、如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef为一导体棒，可在ab和cd间滑动并接触良好；设磁感应强度为B，ef长为L，在Δt时间内向左匀速滑过距离Δd，由电磁感应定律E=n可知，下列说法正确的是（ C    ）

A、当ef向左滑动时，左侧面积减少L·Δd,右侧面积增加L·Δd，因此E=2BLΔd/Δt

B、当ef向左滑动时，左侧面积减小L·Δd，右侧面积增大L·Δd，互相抵消，因此E=0

C、在公式E=n中，在切割情况下，ΔΦ=B·ΔS，ΔS应是导线切割扫过的面积，因此E=BLΔd/Δt

D、在切割的情况下，只能用E=BLv计算，不能用E=n计算

7、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( D )

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

解析：根据E＝n＝nS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．若匝数增为一倍，电阻也增为一倍，感应电流不变，故A错．同理C错．若面积增为一倍，长度为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，故B错．正确选项为D.

8、将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处，不会发生变化的物理量是( AD )

A．磁通量的变化量

B．磁通量的变化率

C．感应电流的大小

D．流过导体横截面的电荷量

解析：将磁铁插到闭合线圈的同一位置，磁通量的变化量相同．而用的时间不同，所以磁通量的变化率不同．感应电流I＝＝，感应电流的大小不同，流过线圈横截面的电荷量q＝I·Δt＝·Δt＝，两次磁通量的变化量相同，电阻不变，所以q与磁铁插入线圈的快慢无关．选A、D.

9、(2010·山东潍坊高二期中)如图甲，100匝的线圈，横截面积是0.1m2，线圈两端A、B与一个理想电压表相连．线圈中有垂直纸面向里的磁场，磁场的磁感应强度按图乙规律变化，则( AC )

A．电压表的示数是2V

B．电压表的示数是2.5V

C．A点电势高于B点

D．B点电势高于A点

解析：E＝n＝n·S＝2V

由楞次定律可判A点电势高于B点，综上所述AC正确

10、物理实验中，常用一种叫“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷．如图所示，探测线圈和冲击电流计G串联后，可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转90°，冲击电流计G测出通过线圈的电荷量为q，则被测磁场的磁感应强度为( B )

A.         B.

C.        D.

解析：探测线圈翻转90°时；磁通量的变化ΔΦ＝BS.由法拉第电磁感应定律

＝n，由＝，q＝Δt

可得，q＝＝，所以B＝.

11（10江苏卷）一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（B）

       A       B   1       C   2       D  4

【解析】

   ,大小相等，选B。

12（10山东卷）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（  ACD  ）

A．穿过回路的磁通量为零

B．回路中感应电动势大小为2B

C．回路中感应电流的方向为逆时针方向

D．回路中边与边所受安培力方向相同

解析：根据右手定则，回来中感应电流的方向为逆时针方向。

本题考查电磁感应、磁通量、右手定则，安培力，左手定则等基本知识。

13（2009年宁夏卷）如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是（  C ）

【解析】依据左手定则，可知在0-内，电流方向M到O，在在电阻R内则是由b到a，为负值，且大小为为一定值，内没有感应电流，内电流的方向相反，即沿正方向，内没有感应电流，因此C正确。

14（08全国卷1）矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是（  D  ）

解析：0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。

15（08宁夏卷）如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（ B   ）

  A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a

  B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a

  C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b

  D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b

解析：本题考查右手定则的应用。根据右手定则，可判断PQ作为电源，Q端电势高，在PQcd回路中，电流为逆时针方向，即流过R的电流为由c到d，在电阻r的回路中，电流为顺时针方向，即流过r的电流为由b到a。当然也可以用楞次定律，通过回路的磁通量的变化判断电流方向。

16（08上海卷）如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是（ A  ）

解析：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。

17（08海南卷）一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（ AD   ）

 A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

 B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下

C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上

D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势 

解析：如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错D对。

18[06全国卷I.21] 如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则（ A  ）

A. Q1＝Q2＝Q3＝Q4               

B. Q1＝Q2＝2Q3＝2Q4 

C. 2Q1＝2Q2＝Q3＝Q4             

D. Q1≠Q2＝Q3≠Q4 

【解析】：设开始导轨d与Ob的距离为x1，导轨c与Oa的距离为x2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势： E＝＝

     通过导体R的电量为：Q＝I＝Δt＝

     由上式可知，通过导体R的电量与导体d或c移动的速度无关，由于B与R为定值，其电量取决于所围成面积的变化。

    ①若导轨d与Ob距离增大一倍，即由x1变2 x1，则所围成的面积增大了ΔS1＝x1·x2；

    ②若导轨c再与Oa距离减小一半，即由x2变为，则所围成的面积又减小了ΔS2＝·2x1＝x1·x2；

    ③若导轨c再回到原处，此过程面积的变化为ΔS3＝ΔS2＝·2x1＝x1·x2；

④最后导轨d又回到原处，此过程面积的变化为ΔS4＝x1·x2；

由于ΔS1＝ΔS2＝ΔS3＝ΔS4，则通过电阻R的电量是相等的，即Q1＝Q2＝Q3＝Q4。

【备考提示】：本题难度较大，要求考生对法拉第电磁感应定律熟练掌握，明确电量与导轨运动速度无关，而取决于磁通量的变化，同时结合图形去分析物理过程，考查了考生综合分析问题的能力。

19、如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5 m，接有R＝0.2 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，试求：

(1)导体ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向；

(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少？方向怎样？

(3)电阻R上产生的热功率多大？

解析：(1)导体ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小为E＝BLv＝0.4×0.5×4.0 V＝0.8 V，

由右手定则知感应电流的方向由b向a.

(2)导体ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流

I＝＝ A＝4.0 A，

导体ab所受的安培力

F＝BIL＝0.4×0.5×4.0 N＝0.8 N，

由左手定则知其方向水平向左．

ab匀速运动，所以水平拉力F′＝F＝0.8 N，方向水平向右．

(3)R上的热功率：P＝I2R＝4.02×0.2 W＝3.2 W.

20电磁流量计如图所示,用非磁性材料做成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导电液体流过此区域时,测出管壁上一直径两端a、b两点间的电动势为E,就可知道管中液体的流量Q,即单位时间内流过管道横截面的液体体积(m3／s).已知管道直径为D,磁场的磁感应强度为B,试推导Q的表达式。

  Q=πDE/4B