高中物理第3章电磁感应2法拉第电磁感应定律学业分层测评新人教版选修

法拉第电磁感应定律

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．下列几种说法中正确的是( ) 【导学号：33810173】

A．线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大

C．线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大

D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大

【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无关，与磁通量的变化量无关，与线圈的匝数和磁通量的变化率成正比，因此，选项A、B都是错误的；感应电动势的大小与磁场的强弱也无关，所以，选项C错误；线圈中磁通量变化越快意味着线圈中磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大，故选项D正确．

【答案】 D

2．如图3-2-8所示，条形磁铁位于线圈的轴线上．下列过程中，能使线圈中产生最大感应电动势的是( )

图3-2-8

A．条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈

B．条形磁铁沿轴线迅速插入线圈

C．条形磁铁在线圈中保持相对静止

D．条形磁铁沿轴线从线圈中缓慢拔出

【解析】感应电动势与磁通量的变化率成正比，磁通量变化越快，感应电动势越大，B项正确．

【答案】 B

3．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀减少 2 Wb，则( ) 【导学号：33810174】

A．线圈中感应电动势每秒增大2 V

B ．线圈中感应电动势每秒减小2 V

C ．线圈中无感应电动势

D ．线圈中感应电动势大小保持2 V 不变

【解析】 根据法拉第的电磁感应定律，磁通量均匀地变化，产生恒定的电动势，E ＝

ΔΦ

Δt ＝2 V.

【答案】 D

4．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( ) 【导学号：33810175】

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】 由法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的变化量、磁通量、磁感应强度的大小没有关系．所以只有选项C 对．

【答案】 C

5．如图3-2-9所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )

【导学号：33810176】

图3-2-9

A ．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大

B ．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的

C ．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大

D ．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，不论穿出时速度多大，感应电流总是不变的

【解析】 线圈进入和穿出磁场的过程中，线圈内的磁通量发生了变化，运动速度越大，ΔΦ

Δt

越大，电流越大，故选项A 对D 错；而B 、C 选项中磁通量不变，无论线圈怎样运动，

都不会产生感应电流．

【答案】 A

6．(多选)根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V 可以表示为( ) 【导学号：33810177】

A ．T/s

B ．Wb/s

C ．T·m 2

/s

D ．Wb·m 2

/s

【解析】 由法拉第电磁感应定律可知：

E ＝

ΔΦΔt ＝B ΔS

Δt

可知：选项B 、C 正确． 【答案】 BC

7．一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E .若仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为( )

【导学号：33810178】

A ．4E

B ．2E

C ．E

D ．

E /2

【解析】 由于E ＝n ΔΦΔt ，磁通量变化率增加为原来的4倍，则感应电动势也会变为

原来的4倍，则选项A 正确．

【答案】 A

8．将一条形磁铁插入螺线管线圈．第一次插入用0.2秒，第二次插入用1秒，则两次线圈中的感应电动势之比为________，电流之比为________，通过线圈的电荷量之比为________，线圈放出的热量之比为________．

【导学号：33810179】

【解析】

E 1E 2＝Δt 2Δt 1

＝5∶1 I 1I 2＝E 1R ∶E 2

R ＝E 1∶E 2＝5∶1 q 1q 2＝I 1t 1I 2t 2

＝1∶1 Q 1Q 2＝I 21Rt 1

I 22Rt 2

＝5∶1. 【答案】 5∶1 5∶1 1∶1 5∶1

[能力提升]

9．(多选)在图3-2-10中，放在只有右边有边界的匀强磁场内的矩形线圈，其转动轴

OO ′恰好在磁场边界上．若要线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是( ) 【导学号：

33810180】

图3-2-10

A ．线圈绕OO ′轴转动

B ．线圈绕ab 边转动

C ．线圈绕ac 边转动但不让bd 边进入磁场

D ．线圈向上平移

【解析】 在线圈绕OO ′轴转动和线圈绕ab 边转动时，穿过线圈的磁通量都发生变化产生感应电流，所以选项A 、B 都正确．线圈绕ac 边转动但不让bd 边进入磁场，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈向上平移，磁通量也不变化，所以选项C 、D 错．

【答案】 AB

10．(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图3-2-11所示，则( )

【导学号：33810181】

图3-2-11

A ．线圈中0时刻的感应电动势最大

B ．线圈中D 时刻的感应电动势为零

C ．线圈中

D 时刻的感应电动势最大

D ．线圈中0至D 时刻内平均感应电动势为0.4 V

【解析】 根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦ

Δt ，因为0时刻和D 时刻的感应电动势均为

瞬时值，而根据E ＝ΔΦ

Δt 来求的一般为平均值，由数学知识可知，当Δt →0时，E 就为瞬时

值，而在图线Φ－t 中反映瞬时值的是曲线上该点的斜率．由图可以看出，0时刻和t ＝0.01 s 时曲线的斜率最大，则感应电动势最大；而D 时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零．故选项A 、B 正确，选项C 错误．

0时刻Φ1＝0，D 时刻Φ2＝4×10－3 Wb ，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝4×10－3

Wb ，经历的时间Δt ＝0.005 s ，所以平均感应电动势E ＝4×10

－3

0.005

V ＝0.8 V ，故选项D 错误．

【答案】 AB

11．有时候，可用扬声器代替话筒，如图3-2-12所示．人对着扬声器锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈在__________，从而产生随着声音的变化而变化的电流，这种产生电流的现象在物理学上称为_____________________________________________现象．【导学号：33810182】

图3-2-12

【解析】 人对着扬声器的锥形纸盒说话，声音使与纸盒相连的线圈在磁场中运动，磁通量不断地变化，从而产生感应电流，这是一种电磁感应现象．

【答案】 磁场运动 电磁感应

12．如图3-2-13甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a 、b 两点间的电压是多少？【导学号：33810183】

甲 乙

图3-2-13

【解析】 求a 、b 两点的电压就是求线圈中的感应电动势 由题图乙得ΔΦΔt ＝0.5－0.1

0.4 V ＝1 V

故E ＝n ΔΦ

Δt

＝50 V

所以a 、b 两点间的电压为50 V. 【答案】 50 V