5/5課時(shí)跟蹤檢測(十一)法拉第電磁感應(yīng)定律A級——基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(2024·北京海淀期末)下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說法正確的是()A．穿過閉合電路的磁通量越大，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大B．穿過閉合電路的磁通量為零時(shí)，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢一定為零C．穿過閉合電路的磁通量變化越多，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大D．穿過閉合電路的磁通量變化越快，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大2．(2023·重慶高考)某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為()A.eq\f(NBScosθ,t) B.eq\f(NBSsinθ,t)C.eq\f(BSsinθ,t) D.eq\f(BScosθ,t)3．(2024·浙江杭州期末)我國自主研制的C919飛機(jī)機(jī)長38.9米、翼展35.8米，北京地區(qū)地磁場的豎直分量約為4.5×10－5T，水平分量約為3.0×10－5T。該機(jī)在北京郊區(qū)水平試飛速度為聲速(約330m/s)的0.8倍。有關(guān)C919飛機(jī)的說法正確的是()A．C919飛機(jī)往北飛的時(shí)候，西面機(jī)翼的電勢較低。兩側(cè)機(jī)翼尖間的最大電勢差約為0.43伏B．C919飛機(jī)往南飛的時(shí)候，西面機(jī)翼的電勢較低。兩側(cè)機(jī)翼尖間的最大電勢差約為0.28伏C．無論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，都是左邊機(jī)翼的電勢較低。兩側(cè)機(jī)翼尖間的最大電勢差約為0.28伏D．無論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，都是右邊機(jī)翼的電勢較低。兩側(cè)機(jī)翼尖間的最大電勢差約為0.43伏4.(2024·湖南高考)如圖，有一硬質(zhì)導(dǎo)線Oabc，其中eq\x\to(abc)是半徑為R的半圓弧，b為圓弧的中點(diǎn)，直線段Oa長為R且垂直于直徑ac。該導(dǎo)線在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線始終在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中。則O、a、b、c各點(diǎn)電勢關(guān)系為()A．φO>φa>φb>φc B．φO<φa<φb<φcC．φO>φa>φb＝φc D．φO<φa<φb＝φc5.(2024·陜西咸陽期末)如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向下的變化磁場B中，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是()A．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q) B．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)C．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q) D．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)6．(2024·安徽馬鞍山期末)如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)寬為l、長為2l的長方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t＝0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律是()A．B＝eq\f(B0,vt)l B．B＝eq\f(B0,l＋vt)C．B＝eq\f(2B0,2l＋vt)l D．B＝eq\f(B0,l＋vt)l27.(2024·江蘇南京期末)如圖所示，無線充電技術(shù)中使用的受電線圈匝數(shù)為n，面積為S。若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻減小到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢差Uab()A．恒為eq\f(nS\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B1－B2)),t2－t1)B．恒為－eq\f(nS\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B1－B2)),t2－t1)C．恒為0D．從0均勻變化到－eq\f(nS\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B1－B2)),t2－t1)8．(2024·四川攀枝花期末)如圖所示，用兩根材料、粗細(xì)以及長度均相同的導(dǎo)線分別制作成單匝正三角形閉合線圈P和單匝圓形閉合線圈Q，并將它們固定在與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場中。則當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大時(shí)，P、Q中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小之比為()A．1∶1 B.eq\r(3)π∶3C．2eq\r(3)π∶9 D.eq\r(3)π∶9B級——綜合應(yīng)用9.(2024·甘肅高考)如圖，相距為d的固定平行光滑金屬導(dǎo)軌與阻值為R的電阻相連，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，長度為L的導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v。則導(dǎo)體棒ab所受的安培力為()A.eq\f(B2d2v,R)，方向向左 B.eq\f(B2d2v,R)，方向向右C.eq\f(B2L2v,R)，方向向左 D.eq\f(B2L2v,R)，方向向右10．(2024·北京昌平期末)如圖甲所示，100匝(圖中只畫了2匝)圓形線圈面積為0.01m2，電阻不計(jì)。線圈內(nèi)存在方向垂直紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的磁場；t＝0時(shí)，B＝0。線圈兩端A、B與一個(gè)電壓傳感器相連，電壓傳感器測得A、B兩端的電壓按圖乙所示規(guī)律變化。在t＝0.05s時(shí)()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為0.01T/sB．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為20T/sC．穿過每匝線圈的磁通量為2.5×10－4WbD．穿過每匝線圈的磁通量為5.0×10－4Wb11.如圖所示，水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)＝0.50m，左端接一電阻R＝0.20Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.40T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。當(dāng)ab棒以v＝4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：(1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小；(2)回路中感應(yīng)電流的大小和方向；(3)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力的大?。?4)電阻R上產(chǎn)生的熱功率。12.如圖所示，導(dǎo)軌OM和ON都在紙面內(nèi)，導(dǎo)體AB可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)，AB⊥ON，ON水平，若AB以5m/s的速度從O點(diǎn)開始沿導(dǎo)軌勻速向右滑動(dòng)，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.2T。求：(結(jié)果可用根式表示)(1)第3s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長度是多少？此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢多大？(2)0～3s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為多少？ 課時(shí)跟蹤檢測(十一)1．選D穿過閉合電路的磁通量變化越快，磁通量變化率越大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，故D正確；穿過閉合電路的磁通量越大，磁通量變化率不一定大，則閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢不一定大，故A錯(cuò)誤；穿過閉合電路的磁通量為零時(shí)，磁通量可能在變，則閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢可能不為零，故B錯(cuò)誤；穿過閉合電路的磁通量的變化越多，即ΔΦ大，但磁通量的變化率不一定大，故閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢不一定大，故C錯(cuò)誤。2．選A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有eq\o(E,\s\up6(－))＝Neq\f(ΔΦ,Δt)＝NBcosθ·eq\f(S,t)＝eq\f(NBScosθ,t)，故選A。3．選D北京地區(qū)地磁場的豎直分量豎直向下，當(dāng)飛機(jī)在北京郊區(qū)水平飛行時(shí)，機(jī)翼切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，無論C919飛機(jī)往哪個(gè)方向飛，由右手定則可知，都是左邊機(jī)翼的電勢比右邊的電勢高。由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝BLv，可得兩翼尖間的電勢差U＝E＝4.5×10－5×35.8×0.8×330V≈0.43V，故選D。4．選C如圖，相當(dāng)于Oa、Ob、Oc導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知O點(diǎn)電勢最高；根據(jù)E＝Blv＝eq\f(1,2)Bωl2，同時(shí)有l(wèi)Ob＝lOc＝eq\r(5)R，可得0<UOa<UOb＝UOc，得φO>φa>φb＝φc，故選C。5．選D油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力與靜電力平衡，所以靜電力向上，又因?yàn)橛偷螏ж?fù)電，所以上極板帶正電，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向(俯視)，根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈內(nèi)部感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向是豎直向下的，根據(jù)楞次定律可知，原磁場與感應(yīng)電流的磁場滿足“增反減同”的規(guī)律，所以原磁場正在減弱；油滴受力平衡有qE＝mg，由勻強(qiáng)電場電勢差和電場強(qiáng)度關(guān)系得E＝eq\f(U,d)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得U＝neq\f(ΔΦ,Δt)，聯(lián)立解得eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)，故選D。6．選C由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，可知為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則穿過閉合回路的磁通量保持不變，由Φ＝BS可得B0×2l×l＝B×leq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2l＋vt))，解得B＝eq\f(2B0,2l＋vt)l，故選C。7．選A穿過線圈的磁場均勻減小，將產(chǎn)生大小恒定的感生電動(dòng)勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(nS\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B1－B2)),t2－t1)，受電線圈可等效為一個(gè)電源，由楞次定律結(jié)合安培定則可知，等效電源內(nèi)部的電流從b流向a，即a點(diǎn)是等效電源的正極，a點(diǎn)電勢大于b點(diǎn)電勢，故Uab＝eq\f(nS\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B1－B2)),t2－t1)，故選A。8．選D設(shè)導(dǎo)線的總長度為l，電阻為R，三角形邊長L＝eq\f(l,3)，三角形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I1＝eq\f(E1,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)×\f(1,2)L2sin60°,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)×\f(\r(3)l2,36),R)，圓形線圈的半徑為r＝eq\f(l,2π)，圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I2＝eq\f(E2,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)×πr2,R)＝eq\f(\f(ΔB,Δt)×\f(l2,4π),R)，聯(lián)立得I1∶I2＝eq\r(3)π∶9，故選D。9．選A導(dǎo)體棒ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在電路部分的有效長度為d，故感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝Bdv，回路中感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)，根據(jù)右手定則，判斷電流方向?yàn)閺腷流向a。根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒ab所受的安培力為F＝BId＝eq\f(B2d2v,R)，方向向左。10．選C由題圖乙可知，在t＝0.05s時(shí)A、B兩端的電壓U＝1.0V，因線圈電阻不計(jì)，則電壓傳感器測得A、B兩端的電壓U等于線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝neq\f(ΔB,Δt)S，解得eq\f(ΔB,Δt)＝1T/s，A、B錯(cuò)誤；由于感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間均勻變化，可知磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率隨時(shí)間均勻變化，t＝0時(shí)，B＝0，則t＝0.05s時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(1,2)×eq\f(ΔB,Δt)×Δt＝0.025T，穿過每匝線圈的磁通量Φ＝BS＝2.5×10－4Wb，C正確，D錯(cuò)誤。11．解析：(1)ab棒垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E＝Blv＝0.40×0.50×4.0V＝0.80V。(2)回路中感應(yīng)電流的大小I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.80,0.20)A＝4.0A由右手定則知，ab棒中的感應(yīng)電流由b流向a。(3)ab棒受到的安培力大小F安＝IlB＝4.0×0.50×0.40N＝0.80N由于導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，水平方向受力平衡，則F外＝F安＝0.80N。(4)電阻R上產(chǎn)生的熱功率為P＝I2R＝42×0.2W＝3.2W。答案：(1)0.80V(2)4.0A方向由b向a(3)0.80N(4)3.2W12．解析：(1)第3s末，夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長度為l＝vt·tan30°＝5×3×eq\f(\r(3),3)m＝5eq\r(3)m此時(shí)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝Blv＝0.2×5eq\r(3)