《磁感应强度变化引起的感应电动势》磁感应强度变化引起的感应电动势 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《磁感应强度变化引起的感应电动势》磁感应强度变化引起的感应电动势

1单选题

如图1所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图2所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为(　　)

A
B
C
D

题目答案

B

答案解析

分析：

根据楞次定律，通过磁场的变化判断感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律判断感应电动势即感应电流的大小。

解答：


点评：

解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及掌握法拉第电磁感应定律。

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2单选题

如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是（　　）

A
B
C
D

题目答案

D

答案解析

分析：

根据左手定则，结合安培力与磁场方向，可知，感应电流的方向，再由右手定则可知，磁场是如何变化的，最后由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，确定安培力的综合表达式，从而即可求解．

解答：

解：由题意可知，安培力的方向向右，根据左手定则，可知：感应电流的方向由B到A，

再由右手定则可知，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由B到A的感应电流，

由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式F=$\frac {B$\frac {△B}{△t}$SL}{R}$，

因安培力的大小不变，则B$\frac {△B}{△t}$是定值，因磁场B增大，则$\frac {△B}{△t}$减小，故D正确，ABC错误；

故选：D．

点评：

考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，及安培力表达式的应用，注意判定磁场变化率大小是解题的关键．

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3单选题

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均匀增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　)

A
$\frac {}{2Δt}$
B
$\frac {}{2Δt}$
C
$\frac {}{Δt}$
D
$\frac {}{Δt}$

题目答案

A

答案解析

分析：


解答：


点评：


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4单选题

如图所示，一横截面积为S的n匝线圈，与相距为d的两块水平放置的平均金属板连接成电路．线圈置于方向竖直向上的匀强磁场中，为使一质量为m，电荷量为-q的小球在平行金属板间水平向右做直线运动，重力加速度为g，则磁感应强度的变化情况应为(　　)

A
正在增强，$\frac {△B}{△t}$=$\frac {mgd}{nSq}$
B
正在减弱，$\frac {△B}{△t}$=$\frac {mgd}{nSq}$
C
正在增强，$\frac {△B}{△t}$=$\frac {mgd}{2nSq}$
D
正在减弱，$\frac {△B}{△t}$=$\frac {mgd}{2nSq}$

题目答案

A

答案解析

分析：

小球受到的电场力等于重力即水平向右做直线运动；线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律E=n$\frac {△∅}{△t}$，会产生稳定的电动势．

解答：

解：小球受到的电场力等于重力即水平向右做直线运动，有：

q•$\frac {U}{d}$=mg

根据法拉第电磁感应定律，有：

U=n$\frac {△∅}{△t}$

联立解得：$\frac {△φ}{△t}$=$\frac {mgd}{nq}$

那么$\frac {△B}{△t}$=$\frac {mgd}{nSq}$，

小球带负电，电场力竖直向上，故上极板要带正电，故线圈中感应电流俯视为顺时针方向，根据安培定则，感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反，再结合楞次定律，原磁场要增加，故A正确，BCD错误；

故选：A．

点评：

本题关键结合楞次定律、安培定则和法拉第电磁感应定律列式分析，注意楞次定律与右手定则的区别．

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5多选题

(多选)A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比r_A：r_B=2：1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图所示．在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，求两导线环内所产生的感应电动势之比和流过两导线环的感应电流的电流之比(　　)

A
$\frac {E_A}{E_B}$=1
B
$\frac {EA}{EB}$=2
C
$\frac {IA}{IB}$=$\frac {1}{4}$
D
$\frac {IA}{IB}$=$\frac {1}{2}$

题目答案

AD

答案解析

分析：

根据法拉第电磁感应定律E=n$\frac {△∅}{△t}$=n$\frac {△B}{△t}$S，研究A、B环中感应电动势E_A：E_B．根据电阻定律求出两环电阻之比，再欧姆定律求解电流之比I_A：I_B

解答：

解：匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化，

设t时刻的磁感应强度为B_t，则B_t=B_0+kt，其中B_0为t=0时的磁感应强度，k为一常数，

l因A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，

设磁场区域的面积为S，则Φ_t=B_tS，即在任一时刻穿过两导线环包围面上的磁通量是相等的，

所以两导线环上的磁通量变化率是相等的．

由E=$\frac {△Φ}{△t}$得，E=$\frac {△B}{△t}$•S(S为磁场区域面积)．

对A、B两导线环，由于$\frac {△B}{△t}$及S均相同，

得$\frac {E_A}{E_B}$=1．I=$\frac {E}{R}$，R=ρ$\frac {l}{S$_1$}$(S$_1$为导线的横截面积)，l=2πr，

所以$\frac {I_A}{I_B}$=$\frac {E_Ar_B}{E_Br_A}$．代入数值得$\frac {I_A}{I_B}$=$\frac {r_B}{r_A}$=$\frac {1}{2}$，故AD正确，BC错误．

故选：AD．

点评：

本题整合了法拉第电磁感应定律、电阻定律和欧姆定律，常规题，要善于运用比例法解题．

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6单选题

半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示．当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率和t_0时刻线圈产生的感应电流分别为（　　）

A
$\frac {B}{t}$l_，$\frac {nB_0l}{t_0R}$
B
$\frac {B}{t}$l_，0
C
$\frac {B}{t}$πr_，$\frac {nB_0πr}{t_0R}$
D
$\frac {B}{t}$πr_，0

题目答案

A

答案解析

分析：

本题是线圈的面积不变，磁场在变化，磁通量的变化率$\frac {△∅}{△t}$=$\frac {△B}{△t}$S，再根据法拉第求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流．

解答：

解：磁通量的变化率为$\frac {△∅}{△t}$=$\frac {△B}{△t}$S=$\frac {B}{t}$l_，

根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势为：E=n$\frac {△∅}{△t}$=$\frac {nB_0l}{t}$

再根据闭合电路欧姆定律得感应电流为：I=n$\frac {△∅}{△t•R}$=$\frac {nB_0l}{t_0R}$

故选：A．

点评：

本题是线圈类型，要掌握法拉第定律的几种不同表达形式，再结合闭合电路欧姆定律进行求解．

纠错重做

7单选题

如图为无线电充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，若在t$_1$到t$_2$时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B$_1$均匀增加到B$_2$，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φ_a-φ_b是(　　)

A
恒为 $\frac {nS(B$_2$-B$_1$)}{t$_2$-t$_1$}$
B
从0均匀变化到$\frac {nS(B$_2$-B$_1$)}{t$_2$-t$_1$}$
C
恒为-$\frac {nS(B$_2$-B$_1$)}{t$_2$-t$_1$}$
D
从0均匀变化到-$\frac {nS(B$_2$-B$_1$)}{t$_2$-t$_1$}$

题目答案

C

答案解析

分析：

穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故感应电动势为定值；根据法拉第电磁感应定律列式求解感应电动势即可．

解答：

解：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有：

E=n$\frac {△Φ}{△t}$=nS$\frac {△B}{△t}$=nS$\frac {B$_2$-B$_1$}{t$_2$-t$_1$}$

根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁通量向左，故感应电动势顺时针(从右侧看)，故φ_a＜φ_b，故：

φ_a-φ_b=-$\frac {nS(B$_2$-B$_1$)}{t$_2$-t$_1$}$

故选：C

点评：

本题综合考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律，注意感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原因．

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