2020学年高中物理 第四章 电磁感应 4.4 法拉第电磁感应定律

2020学年高中物理 第四章 电磁感应 4.4 法拉第电磁感应定律

‎4.4 法拉第电磁感应定律 ‎ 课堂10分钟达标 ‎1.(2020·安庆高二检测)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　(　　)‎ 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 ‎【解析】选C。由法拉第电磁感应定律可知E=n,即E与磁通量的变化率成正比,即电动势取决于磁通量的变化快慢,而与磁通量的大小、磁通量变化的大小及磁感应强度的大小无关。故C正确。‎ ‎2.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增大为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为　(　　)‎ A.c→a,2∶1　　　　　　　　 B.a→c,2∶1‎ C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2‎ ‎【解析】选C。金属杆MN向右匀速滑动,由右手定则可知通过R的电流方向为a→c,又因为E=Blv,所以E1∶E2=1∶2,故C正确。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起,金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场,现使金属环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场,在金属环进入磁场的过程中,电容器带电量Q随时间t变化的定性图象应为 ‎　(　　)‎ ‎【解析】选C。由图知,在圆环进入磁场的过程中,电容器两板间的电压等于产生的电动势,切割的有效长度逐渐增大,电容器电压增大,电荷量增大,当半个圆环进入磁场时,切割的有效长度最大,电动势最大,电容器电荷量最大,接着电动势减小,电容器放电,当圆环全部进入磁场时,电容器电压等于电动势,稳定不变,电荷量不变,所以C正确;A、B、D错误。‎ ‎3.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.　　　　　　　　 B.‎ C. D.‎ ‎【解析】选B。根据法拉第电磁感应定律E=n得E=n=n,所以B项正确。‎ ‎4.(能力挑战题)如图所示,将直径为d,电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出,求这一过程中:‎ ‎(1)磁通量的改变量。‎ ‎(2)通过金属环某一截面的电量。‎ ‎【解析】(1)由已知条件得金属环的面积S=π()2=‎ 磁通量的改变量ΔΦ=BS=。‎ ‎(2)由法拉第电磁感应定律=‎ 又因为=,q=t,所以q==。‎ 答案:(1)　(2)‎ ‎【补偿训练】‎ 图甲所示线圈总电阻r=0.5Ω,匝数n=10,其端点a、b与R=1.5Ω的电阻相连,线圈内磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b两点电势φa、φb及两点电势差Uab,正确的是　(　　)‎ A.φa>φb,Uab=1.5V　　　 B.φa<φb,Uab=1.5V C.φa<φb,Uab=0.5V D.φa>φb,Uab=0.5V ‎【解析】选A。从题图中发现:线圈的磁通量是增大的,根据楞次定律,感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反,即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则,我们可以判断出线圈中感应电流的方向为逆时针方向。在回路中,线圈相当于电源,由于电流的方向是逆时针方向,所以a点相当于电源的正极,b点相当于电源的负极,所以a点的电势大于b点的电势。根据法拉第电磁感应定律得:E==10×V=2 V,I==A=1 A。a、b两点电势差就相当于电路中的路端电压,所以Uab=IR=1.5V,故A正确。‎