2.2法拉第电磁感应定律 同步训练（Word版含答案）

2.2法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．以下关于电磁感应的说法正确的是（　　）
A．感应电流磁场的方向总与原磁场的方向相反
B．只要闭合导体回路切割磁感线，就一定有感应电流产生
C．若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零
D．穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大
2．如图甲、乙、丙、丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像，关于回路中产生的感应电动势，下列论述正确的是（　　）
A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大
3．闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按B﹣t图变化，方向如图，则回路中（　　）
A．电流方向为逆时针方向
B．电流强度越来越大
C．磁通量的变化率恒定不变
D．产生的感应电动势越来越大
4．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示，已知电容C＝30μF，回路的长和宽分别为l1＝5cm，l2＝8cm，磁感应强度以变化率5×10﹣2T/s均匀增大，则（　　）
A．电容器上板带正电，电荷量为2×10﹣9C
B．电容器上板带负电，电荷量为6×10﹣9C
C．电容器上板带正电，电荷量为6×10﹣9C
D．电容器上板带负电，电荷量为8×10﹣9C
5．如图甲所示，阻值为R=8Ω的电阻与阻值为r=2Ω的单匝圆形金属线圈连接成闭合回路。金属线圈的面积S=1.0m2，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，导线的电阻不计，则前2s时间内（　　）
A．流过电阻R的电流方向为从E到F B．流过电阻R的电流大小为0.4A
C．通过电阻R的电荷量为0.2C D．电阻R上产生的热量为0.64J
6．如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：2.线圈中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，某时刻磁通量分别为Φa和Φb，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（　　）
A．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿顺时针方向
B．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿逆时针方向
C．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感应电流均沿顺时针方向
D．Ea：Eb=4：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿顺时针方向
7．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有定值电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀增大，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐增大
C．ab所受的安培力保持不变 D．电阻R的热功率不变
8．如图1所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，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．
9．如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上、当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是（　　）
A．φa＞φc金属框中无电流
B．φb＞φc金属框中电流方向沿a→b→c→a
C．φb＜φc金属框中无电流
D．φb＞φc金属框中电流方向沿a→c→b→a
10．如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示。当圆环运动到图示位置（∠aOb＝90°）时，a、b两点的电势差为（　　）
A．BRv B．BRv
C．BRv D．BRv
11．如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上。若取逆时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流I随时间t变化的图象是下图所示的（　　）
A．B．C．D．
12．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（　　）
A．B．
C．D．
二、多选题
13．如图甲所示，螺线管内有平行于轴线的磁场，规定图甲中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U形导线框cdef相连。当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，则（　　）
A．在时刻，导线框内感应电流为零
B．在时间内，导线框内感应电流的方向fedcf
C．在时间内，导线框内感应电流变大
D．在时间内和时间内，导线框内感应电流的方向相同
14．我们生活的北半球，地磁场有竖直向下的分量。如图所示，夏天，我们在教室里抬头就看到正在转动的金属材质的电风扇。已知叶片端点A到转轴O的长度为l，电风扇正在以转速n顺时针转动，则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电势比O点的电势高
B．A点的电势比O点的电势低
C．AO上的电动势为
D．扇叶长度越短，电势差的数值越大
15．如图所示，导体棒ab与定值电阻、金属圆环组成闭合回路，导体棒在垂直纸面向里的匀强磁场中绕圆环中心顺时针匀速转动。已知磁场的磁感应强度大小为B。导体棒的长度为l、阻值为r，转动的角速度为，定值电阻阻值为R，其他部分电阻可忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒ab上的感应电流方向为
B．导体棒ab上的感应电流方向为a→b
C．定值电阻两端的电压为
D．定值电阻两端的电压为
16．如图甲所示，固定在同一绝缘水平面上的两根平行光滑金属导轨，两导轨间的距离L=1.5m，左端接有阻值R=3Ω的定值电阻，一根质量m=1kg.电阻r=3Ω.长度也为L=1.5m的金属棒ab跨接在导轨上，形成闭合回路。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。ab棒在外力F的作用下沿着导轨运动的v-t图像如图乙所示。导轨的电阻忽略不计，且运动过程中金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　）
A．0~~3s内通过ab棒的电荷量为3C
B．0~3s内外力F的冲量大小为6.5N·s
C．3s~6s内ab棒两端电压为6V
D．3s~6s内回路产生的焦耳热为18J
17．轻质细线吊着一质量为m＝0.4kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为R＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断正确的是（　　）
A．线圈中的感应电流大小为1.0A
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
C．t＝0时轻质细线的拉力大小为3.0N
D．0-6s内通过导线横截面的电荷量为3.0C
18．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为、质量为、电阻为的金属圆环垂直磁场方向，以速度从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．此时圆环中的电流为逆时针方向
B．此时圆环的加速度为
C．此时圆环中的电功率为
D．此过程中通过圆环截面的电量为
19．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．CD段直导线不受安培力 B．CD段直导线受安培力
C．感应电动势最大值Em= 2Bav D．感应电动势平均值
20．如图甲所示，闭合矩形线圈abcd平面与匀强磁场垂直，磁感应强度随时间按乙图所示规律变化。假设规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，由b指a方向为感应电流的正方向，方向向下为安培力的正方向，则关于ab边中感应电流I、安培力F随时间变化关系图像正确的是（　　）
A．B．C． D．
三、填空题
21．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈的水平边长，竖直边长，匝数为匝。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。线圈的总电阻。如图所示，保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域宽度。当磁感应强度B以随时间均匀减小时，天平平衡，当磁感应强度B以随时间均匀增大时，需要在挂盘中放质量为的砝码，天平才能重新平衡，则___________。取。
22．如图所示，导体杆在作用于中点且垂直于的力作用下，绕过圆心O且垂直纸面的轴，沿半径为r的光滑半圆形框架，在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则两点中电势较高的点为________（选填O或P点），两端电压大小______________，外力的功率__________。
23．如图所示，粗细均匀、总电阻2Ω的金属环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为0.5T，圆环直径为20cm。长为20cm、电阻为0.1Ω的金属棒放在圆环上，以v=3m/s的速度匀速向左运动，当ab棒运动到图示位置（正中间）时，通过的电流为___________A，ab棒两端的电压为___________V。
24．如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为S。若在时间内，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均匀减少到，则该段时间线圈a端电势___________b端电势（选填“大于”或“小于”），ab两端电势差为___________
四、解答题
25．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500，横截面积S＝20 cm2。螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。
（1）闭合开关S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；
（2）S断开后，求流经R2的电荷量。
26．如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，与水平面夹角θ=37°，导轨间距L=0.4m，其下端连接一个定值电阻R=3Ω，两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量为m=0.04kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6.cos37°=0.8。求：
（1）导体棒下滑的最大加速度是多少；
（2）导体棒下滑的最大速度是多少；
（3）当导体棒稳定下滑时ab两端的电压；
27．如图，ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为θ=30°的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计．ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止。重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）流过cd的电流；
（2）从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动，转动的角速度大小？
28．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ab和cd相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=10g，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2Ω（竖直金属导轨电阻不计），PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10m/s2
（1）若将PQ杆固定，让MN杆在竖直向上的恒定拉力F=0.18N的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度B0=1.0T，杆MN的最大速度为多少？
（2）若将MN杆固定，MN和PQ的间距为d=0.4m，现使磁感应强度从B0开始以=0.5T/s的变化率均匀地增大，经过多长时间，杆PQ对地面的压力为零？
参考答案
1．D
2．D
3．C
4．C
5．D
6．B
7．D
8．B
9．C
10．D
11．A
12．C
13．AD
14．AC
15．BC
16．BD
17．BCD
18．ABC
19．BD
20．BD
21．
22．P点
23．0.5 0.25
24．大于
25．（1）5.76×10-2 W；（2）1.8×10-5 C
26．（1）6m/s2；（1）6m/s；（3）1.8V
27．（1）5A；（2）顺时针；40rad/s
28．（1）0.8m/s；（2）8s第8页，共10页
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