高中教科版 (2019)2 法拉第电磁感应定律当堂检测题

这是一份高中教科版 (2019)2 法拉第电磁感应定律当堂检测题，共7页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。
A．电源电动势都是感应电动势
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
2．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．eq \f(Ba2,2Δt)B．eq \f(nBa2,2Δt)
C．eq \f(nBa2,Δt)D．eq \f(2nBa2,Δt)
3．对某一确定的闭合电路，下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是( )
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
B．穿过闭合电路的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小
C．穿过闭合电路的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D．穿过闭合电路的磁通量变化越来越快，但闭合电路中的感应电流可能不变
4．(多选)一根直导线长0.1m，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法正确的是( )
A．一定为0.1V B．可能为零
C．可能为0.01V D．最大值为0.1V
5．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是( )
A.0～2s
B．2～4s
C．4～5s
D．5～10s
6．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )
A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向
B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向
C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向
D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
7．无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈．图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段Δt时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M.下列说法正确的是( )
A．当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电
B．当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压
C．当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大
D．若这段Δt时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加ΔB，则M中产生的电动势为eq \f(SΔB,Δt)
8．(多选)如图甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50cm2，线圈总电阻r＝10Ω，沿线圈轴有匀强磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1s内( )
A．磁通量的变化量为0.25Wb
B．磁通量的变化率为2.5×10－2Wb/s
C．a、b间电压为0
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25A
9．(多选)在农村，背负式喷雾器是防治病虫害不可缺少的重要农具，其主要由压缩空气装置、橡胶连接管、喷管和喷嘴等组成．给作物喷洒农药的情景如图甲所示，摆动喷管，可将药液均匀喷洒在作物上．一款喷雾器的喷管和喷嘴均由金属制成，喷管摆动过程可简化为图乙所示，设ab为喷管，b端有喷嘴，总长为L.某次摆动时，喷管恰好绕ba延长线上的O点以角速度ω在纸面内沿逆时针方向匀速摆动，且始终处于垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，若Oa距离为eq \f(L,2)，则喷管在本次摆动过程中( )
A．a端电势高
B．b端电势高
C．ab两端的电势差为eq \f(1,2)BL2ω
D．ab两端的电势差为BL2ω
10. (多选)如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．则线圈中产生的感应电动势的情况为( )
A．t1时刻感应电动势最大
B．0时刻感应电动势为零
C．t1时刻感应电动势为零
D．t1～t2时间内感应电动势增大
11.(多选)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面向里．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( )
A.感应电动势最大值E＝2Bav
B．感应电动势最大值E＝Bav
C．感应电动势的平均值eq \(E,\s\up6(－))＝eq \f(1,2)Bav
D．感应电动势的平均值eq \(E,\s\up6(－))＝eq \f(1,4)πBav
12.
如图所示，金属导轨OM和ON都在纸面内，金属导体AB可在导轨上无摩擦滑动，AB⊥ON，若t＝0时刻AB以5m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，匀强磁场的磁感应强度为0.2T．问：
(1)第3s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势为多大？
(2)3s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？
13．如图所示，一个边长为L的正方形金属框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界匀强磁场区域中，金属框上半部分处于磁场内，磁感应强度随时间均匀变化，满足B＝kt(k>1).已知细线能承受的最大拉力FT＝2mg，从t＝0开始计时，求经过多长时间细线会被拉断．
课时素养评价6 法拉第电磁感应定律
1．解析：电源电动势的来源很多，不一定是由于电磁感应产生的，A错误；在有感应电流的回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，B正确；在电磁感应现象中，如果没有感应电流，也可能有感应电动势，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．
答案：B
2．解析：由法拉第电磁感应定律可知，在Δt时间内线圈中产生的平均感应电动势为E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(2B\f(a2,2)－B\f(a2,2),Δt)＝eq \f(nBa2,2Δt)，B正确．
答案：B
3．解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接关系，穿过闭合电路的磁通量增大(或减小)，但磁通量的变化率不一定增大(或减小)，则产生的感应电动势不一定增大(或减小)，闭合电路中的感应电流不一定增大(或减小)，B正确，C错误；穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，磁通量的变化率可能不为零，因此闭合电路中可能有感应电流，A错误；磁通量变化越快，感应电动势越大，感应电流也越大，D错误．
答案：B
4．解析：当公式E＝BLv中B、L、v互相垂直导体切割磁感线运动时感应电动势最大，Em＝BLv＝0.1×0.1×10V＝0.1V，当B、v平行时，感应电动势为零，B、C、D正确，A错误．
答案：BCD
5．解析：根据E＝eq \f(ΔΦ,Δt)得，感应电动势与磁通量的变化率成正比，Φ­t图线的斜率表示磁通量的变化率，5～10s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小，D正确，A、B、C错误．
答案：D
6．解析：由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝πr2·eq \f(ΔB,Δt)，则eq \f(Ea,Eb)＝eq \f(r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(a)) ,r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(b)) )＝eq \f(4,1)，由楞次定律和安培定则可知感应电流的方向均沿顺时针方向，B项正确．
答案：B
7．解析：受电线圈M中磁感应强度不变时，穿过它的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；当线圈N接入恒定电流时，受电线圈M中的磁通量不变，故M两端不能产生感应电动势，线圈M两端无电压，故B错误；穿过线圈M的磁感应强度增加，根据法拉第电磁感应定律，如果磁感应强度增加的越来越快，则产生的感应电动势增大，线圈M两端产生的电压就变大，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，有E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nSeq \f(ΔB,Δt)，故D错误．
答案：C
8．解析：通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，由于0时刻和0.1s时刻的磁场方向相反，磁通量穿入的方向不同，则ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4Wb＝2.5×10－3Wb，A错误；磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(2.5×10－3,0.1)Wb/s＝2.5×10－2Wb/s，B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压大小等于线圈产生的感应电动势大小，感应电动势大小为E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝2.5V且恒定，C错误；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I＝eq \f(E,r)＝eq \f(2.5,10)A＝0.25A，D正确．
答案：BD
9．解析：喷管绕ba延长线上的O点以角速度ω在纸面内沿逆时针方向匀速摆动，根据右手定则可知，若ab中有感应电流，其方向应为由b到a，因ab相当于电源，故a端的电势高，故A正确，B错误；根据法拉第电磁感应定律可得，E＝BLeq \(v,\s\up6(－))，所以ab两端的电势差为Uab＝BLeq \f(\f(Lω,2)＋\f(3Lω,2),2)＝BL2ω，故C错误，D正确．
答案：AD
10．解析：由于线圈内磁场面积一定、磁感应强度变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为E＝nS·eq \f(ΔB,Δt)∝eq \f(ΔB,Δt).由题图乙可知，0时刻磁感应强度的变化率不为零，则感应电动势不为零，B错误；t1时刻磁感应强度最大，磁感应强度的变化率为零，感应电动势为零，A错误，C正确；t1～t2时间内磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，D正确．
答案：CD
11．解析：在半圆形闭合回路进入磁场的过程中，有效切割长度l如图所示，
所以进入过程中l先逐渐增大到a，然后再逐渐减小为0，由E＝Blv可知，感应电动势最大值Emax＝Bav，最小值为0，A错误，B正确；平均感应电动势为eq \(E,\s\up6(－))＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(B·\f(1,2)πa2,\f(2a,v))＝eq \f(1,4)πBav，C错误，D正确．
答案：BD
12．解析：(1)第3s末，夹在导轨间导体的长度为：
l＝vt·tan30°＝5×3×eq \f(\r(3),3)m＝5eq \r(3)m
此时E＝Blv＝0.2×5eq \r(3)×5V＝5eq \r(3)V
(2)3s内回路中磁通量的变化量ΔΦ＝B·ΔS＝0.2×eq \f(1,2)×15×5eq \r(3)Wb＝eq \f(15\r(3),2)Wb
3s内电路中产生的平均感应电动势为：
eq \(E,\s\up6(－))＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(\f(15\r(3),2),3)V＝eq \f(5\r(3),2)V.
答案：(1)5eq \r(3)m 5eq \r(3)V (2)eq \f(15\r(3),2)Wb eq \f(5\r(3),2)V
13．解析：细线被拉断的瞬间，有FT＝2mg，
由平衡条件得FT＝mg＋F，
金属框受到的安培力F＝BIL＝Beq \f(E,R)L，
由法拉第电磁感应定律得E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB,Δt)·eq \f(L2,2)，
磁感应强度变化规律为B＝kt，
联立各式解得t＝eq \f(2mgR,k2L3).
答案：eq \f(2mgR,k2L3)
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练