物理人教版选修3-2教材习题点拨:第四章第四节法拉第电磁感应定律 含解析

教材习题点拨 教材问题全解 思考与讨论

感应电动势消弱了电源产生的电流,阻碍线圈的转动。根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍线圈的转动。

教材习题全解

1.关于电磁感应,下述说法正确的是什么? A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大。 B.穿过线圈的磁通量为0,感应电动势一定为0。 C.穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大。 D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大。 答案:D

点拨:感应电动势的大小由磁通量的变化率通量变化量的大小无关。

2.有一个1 000匝的线圈,在0.4 s内通过它的磁通量从0.02 Wb增加到0.09 Wb,求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10 Ω,把一个电阻为990 Ω的电热器连接在它的两端,通过电热器的电流是多大?

答案:175 V 0.175 A 点拨:感应电动势E=n感应电流

ΔΦ

=175 V Δt

ΔΦ

决定,与磁通量的大小及磁Δt

I=

=0.175 A。 R+r

E

3.当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。

现有一颗绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离是20.5 km,卫星所在位置的地磁场为B=4.6×10

-5 T,沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度是

7.6 km/s,求缆

绳中的感应电动势。

答案:7 200 V

点拨:电动势E=BLv=7 200 V。

4.动圈式扬声器的结构如图所示。线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中,能够自由运动。按音频规律变化的电流通进线圈,安培力使线圈运动。纸盆与线圈连接,随着线圈振动而发声。

这样的扬声器能不能当做话筒使用?也就是说,如果我们对着纸盆说话,扬声器能不能把声音变成相应的电流?为什么?

动圈式扬声器

答案:当对着纸盆说话时,引起锥形纸盆的振动,纸盆带动线圈振动,产生感应电流,因此可以当话筒使用。

5.如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动时,线圈中的感应电动势是否变化?为什么?设线圈的两个边长分别是L1和L2,转动时角速度是ω,磁场的磁感应强度为B。试证明:在图示位置时,线圈中的感应电动势为

E=BSω

式中S=L1L2,为线圈面积。

证明线圈此时的感应电动势为BSω

答案:线圈中的感应电动势在变化,因为线圈转动过程中,L2在切割磁感线,根据E=BLvsin θ和v=ωr,有E=BL1L2ωsin θ,由于角度在变化,所以电动势在变化。当线圈处在图示位置时,θ=90°,E=BL1L2ωsin θ=BSω。

6.如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,半径rA=2rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小。

(1)A、B线圈中产生的感应电动势之比EA∶EB是多少? (2)两线圈中感应电流之比IA∶IB是多少?

两线圈中感应电动势之比、 感应电流之比各是多少? 答案:4∶1 2∶1

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