【志鸿优化设计】(重庆专用)2014届高考物理第一轮复习-第九章电磁感应第二节法拉第电磁感应定律-自感现象.doc

课时作业28　法拉第电磁感应定律　自感现象
一、单项选择题
1．(2012·福州模拟)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下)，并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈。下列说法中不正确的是( )
A．列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化
B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快
C．列车运动时，线圈中会产生感应电动势
D．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关
2．如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在。电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。下列相关说法中正确的是( )

A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好
C．锅体中的涡流是由变化的电场产生的
D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
3．(2012·山东青岛模拟)如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住。开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的相互作用力)，则在t0时刻( )

A．I＝0，FT＝0 　　　　　B．I＝0，FT≠0
C．I≠0，FT＝0 D．I≠0，FT≠0
4．(2012·南京模拟)如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋Kt(K＞0)随时间变化，t＝0时，P、Q两极板电势相等。两极板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器P板( )

A．不带电
B．所带电荷量与t成正比
C．带正电，电荷量是
D．带负电，电荷量是
5．如图所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足B＝kt，磁场方向如图所示。测得A环内感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为( )

A．IB＝I、IC＝0 B．IB＝I、IC＝2I
C．IB＝2I、IC＝2I D．IB＝2I、IC＝0
6．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为( )

A. B. C. D．Bav
7．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴，一导线折成边长为l的正方形闭合回路ABCD，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动。当运动到关于OO′对称的位置时，下列说法错误的是( )

A．穿过回路的磁通量为零
B．回路中感应电动势大小为2Blv0
C．回路中感应电流的方向为顺时针方向
D．回路中AB边与CD边所受安培力方向相同
二、非选择题
8．如图所示，边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动，磁感应强度为B，初始时刻线框所在平面与磁感线垂直，经过t时间后转过120°角，求：

(1)线框内感应电动势在t时间内的平均值；
(2)转过120°角时感应电动势的瞬时值。
9．金属杆MN和PQ间距为l，MP间接有电阻R，磁场如图所示，磁感应强度为B。金属棒AB长为2l，由图示位置以A为轴，以角速度ω匀速转过90°(顺时针)。求该过程中(其他电阻不计)：

(1)R上的最大电功率；
(2)通过R的电荷量。
10．如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻，导轨相距d＝1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。质量为m＝0.1 kg、电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD，CD受的摩擦阻力Ff恒为0.5 N。求：

(1)CD运动的最大速度的大小。
(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度的大小。
参考答案
1．D　2.D　
3．C　解析：t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零。C项正确。
4．D　解析：圆环中的磁通量增加，由楞次定律和安培定则可知，圆环中感应电流的方向为逆时针，则P板带负电；由法拉第电磁感应定律得E＝·S＝KS，而L＝2πR，S＝πR2，所以E＝，电容器所带的电荷量Q＝CE＝，D正确。
5．D
6．A　解析：摆到竖直位置时，AB棒产生的感应电动势E＝B×2av＝Bav，此时的等效电路图如图。
则UAB＝I×＝×＝，A正确。

7．C　解析：闭合回路关于OO′对称，穿过回路的磁感线的净条数为零，选项A正确；由右手定则可知，CD、AB相当于电源，并且为串联关系，则回路中感应电流的方向为逆时针方向，感应电动势E＝2Blv0，选项B正确而C错误；由左手定则可知，AB边、CD边受到安培力均向左，选项D正确。
8．答案：(1)　(2)
解析：(1)因为Φ1＝Ba2，Φ2＝－Ba2，所以ΔΦ＝Ba2，所以＝＝。
(2)线框转过120°这一时刻，CD边的线速度v＝，速度方向与磁场方向的夹角θ＝60°，所以E瞬＝Bavsin θ＝。
9.答案：(1)　(2)
解析：(1)当金属棒转到AN位置时，金属棒产生的感应电动势最大，E＝B×2l×＝2Bωl2，此时R有最大电功率，则Pm＝＝。
(2)金属棒由AB位置转到AN位置的过程中，磁通量的变化量ΔΦ＝B·ΔS＝B×l×2lsin 60°＝Bl2。
根据法拉第电磁感应定律得：＝＝，
则平均电流＝＝
通过R的电荷量q＝·Δt＝。
10．答案：(1)8 m/s　(2)3 W　(3)2.5 m/s2
解析：(1)设导体棒的运动速度为v，则产生的感应电动势为：E＝Bdv
根据闭合电路欧姆定律有：
I＝
则安培力为：
F0＝BdI
据题意分析，当v最大时，有：
F－F0－Ff＝0
联立以上各式得：
vm＝＝8 m/s
(2)棒CD速度最大时，同理有：
Em＝Bdvm　Im＝
而PRm＝I·R
联立得：
PRm＝＝3 W
(3)当CD速度为vm时有：
E′＝　I＝　F′＝BId
据牛顿第二定律有：F－F′－Ff＝ma
联立得：a＝2.5 m/s2