2.2法拉第电磁感应定律基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.2法拉第电磁感应定律基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 804.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-02 20:46:27 | ||
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文档简介
2.2法拉第电磁感应定律基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列各个时刻，线圈中感应电动势最小的是（ ）
A．1s末 B．3s末 C．4s末 D．8s末
2．世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连．当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则
A．穿过铜盘的磁通量不变，电刷B的电势高于电刷A的电势
B．若仅将电刷B向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变小
C．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑动，灵敏电流计的示数将变小
D．金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小
3．如图所示，匀强磁场区域宽度为l，现有一边长为d（d>l）的矩形金属框以恒定速度v向右通过磁场区域，该过程中有感应电流的时间总共为（ ）
A． B． C． D．
4．关于电磁感应现象中穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B．磁通量增加时，感应电动势一定变大
C．磁通量减小时，感应电动势也可能变大 D．磁通量为零时，感应电动势一定为零
5．如图所示，平行金属导轨放在匀强磁场中，导轨的电阻不计，左端接一灵敏电流表G，具有一定电阻的导体棒AB垂直导轨放置且与导轨接触良好，在力F作用下做匀加速直线运动，导轨足够长，则通过电流表G中的电流大小和方向是
A．G中电流向上，逐渐增大
B．G中电流向下，逐渐增大
C．G中电流向上，逐渐不变
D．G中电流向上，逐渐不变
6．图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线圈示意图，已知线圈匝数n＝100匝，电阻r＝1Ω，横截面积S＝1.5×10－3 m2，外接电阻R＝7 Ω。线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设磁场的正方向水平向左，则（ ）
A．在t＝0.005 s时通过电阻R的电流大小为0
B．在t＝0.005 s时通过电阻R的电流方向由a流向b
C．在0～0.01 s内通过电阻R的电荷量q＝1.5×10－3 C
D．在0.02 s～0.03 s内线圈所产生的平均感应电动势为0
7．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加，则（ ）
A．线圈中感应电动势每秒增加
B．线圈中感应电动势每秒减少
C．线圈中感应电动势始终为2V
D．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于
8．如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈
A．完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2
B．完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2
C．完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2
D．以上情况均有可能
9．如图所示，在虚线左侧的足够大区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一个直角三角形金属线框，线框左边与磁场边界平行，线框的电阻为R，线框以垂直虚线方向的速度v0做匀速直线运动，从线框的左边进入磁场时开始计时，E表示线框产生的感应电动势大小，F表示线框中受到的安培力大小，P表示线框的电功率的大小，I表示线框中的感应电流，则下列图象中正确的是( )
A． B．
C． D．
10．下列物理量的表达式正确的是（ ）
A．感应电动势的表达式是
B．洛仑兹力的表达式是
C．安培力的表达式是
D．磁通量的表达式是
11．如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一个边长为L粗细均匀的正方形导线框abcd，其所在平面与磁场方向垂直，导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上，导线框各边的电阻大小均为R．在导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，到整个导线框离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是
A．导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流
B．导线框中有感应电流的时间为
C．导线框的bd对角线有一半进入磁场时，整个导线框所受安培力大小为
D．导线框的bd对角线有一半进入磁场时，导线框a、c两点间的电压为
12．关于感应电动势，下列说法中正确的是（ ）。
A．穿过导电线圈的磁通量越大，产生的感应电动势越大
B．穿过导电线圈的磁通量的变化越大，产生的感应电动势越大
C．穿过导电线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
D．穿过导电线圈的磁通量为零，产生的感应电动势一定为零
13．如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为的导体杆水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（ ）
A．b端的电势始终高于a端 B．杆电动势最大值
C．全过程中，杆平均电动势 D．当杆旋转时，间电势差
14．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，则在金属棒的整个运动过程中（ ）
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．金属棒克服安培力做功为
C．电阻R上产生的焦耳热为
D．金属棒在导轨上发生的位移为
15．中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演．中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行．该飞机翼展10m，表演地点位于北半球，该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T，该机飞行时速度约为300m/s，下列说法正确的是（ ）
A．该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B．该机两翼尖端无电势差
C．右端机翼电势较高
D．若飞机转向为自东向西飞行，机翼右端电势较高
二、填空题（共4题）
16．一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，导线ab=30cm，bc=40cm。导线以v=5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为_________V。
17．如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成60°角放置，当金属棒以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，电阻R中的电流大小为________，方向为________（不计轨道与棒的电阻）．
18．如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置，第一次快插，第二次慢插，两种情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1_____E2．
19．要研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系，实验装置如图所示，将螺旋管和光电门固定在导轨上，带有挡光片的磁铁放在倾斜导轨上，调整光电门的位置，当挡光片经过光电门时磁铁插入螺旋管．从导轨的不同位置释放磁铁，记录挡光片经光电门的挡光时间，同时通过电压传感器读出此时的感应电动势E，做出图线如图所示．
（1）在实验中需保持不变的是（_________）
A．挡光片的宽度
B．小车的释放位置
C．导轨倾斜的角度
D．光电门的位置
（2）由图b的图象可以得到的实验结论是__________________________．
（3）线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图(b)中画出实验的图线 _______．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，方向垂直于纸面向里。当金属棒ab沿光滑导轨水平向左做匀速运动时。已知v=5m/s，电阻R=0.4Ω，导轨间的距离L=0.4m，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1Ω。求：
(1)金属棒ab中电流的方向。
(2)电阻R上通过的电流。
21．如图所示，水平固定的闭合导轨分别由平行的直轨和同心半圆形导轨构成，两轨间距离均为d，同心圆的内圆半径均为d.两轨间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，内外两条轨道间用导线和电阻为R的电阻连接，其他电阻可忽略.一根导体棒在两轨道上滑动，棒在平行直轨道上垂直导轨做匀速直线运动，速度大小为v；棒在圆弧导轨上匀速转动，棒与外圆轨道接触点的线速度大小为v，运动中棒的延长线始终过圆心O1或O2．求：
(1)当棒在圆弧导轨上运动时，电阻R两端的电压U；
(2)棒在平直导轨上移动距离为L的过程中，电阻R产生的焦耳热Q.
22．如图所示，在足够长的粗糙水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀导线绕成的正方形闭合线圈，匝数，边长，总电阻R=0.5Ω，滑板和线圈的总质量，滑板与地面间的动摩擦因数。线圈前方有一长2.5L，宽L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T。现给线圈施加一水平拉力F，使线圈以速度匀速通过矩形磁场。时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场。求：（提示：可以用图像下的“面积”代表力F所做的功）
(1)线圈刚进入磁场时线圈中的电流大小和方向；
(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间（如图中虚线所示）滑板对地面的压力大小和水平拉力F的大小；
(3)线圈匀速通过整个磁场的过程中拉力F做的功。
23．如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距，导轨下端接一电阻恒为的小灯泡，导轨间存在一宽的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整个过程中小灯泡的亮度始终保持不变。已知金属杆的质量，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取。求：
(1)金属杆进入磁场时的速度v。
(2)图乙中的数值。
(3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q。
参考答案
1．D
2．C
3．B
4．C
5．B
6．C
7．C
8．B
9．A
10．B
11．D
12．C
13．C
14．D
15．A
16．1.0
17． 下
18．大于
19．AD； 感应电动势与磁通量的变化率成正比；
根据E＝n知，线圈匝数增加一倍，则感应电动势增加一倍．磁通量的变化量相同，则图线的斜率变为原来的2倍．如图所示．
20．(1)a→b；(2)2A
21．（1）（2）
22．(1)，逆时针方向；(2)，；(3)2.75J
23．(1)10 m/s；(2)0.02 s；(3)1.2J
一、选择题（共15题）
1．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列各个时刻，线圈中感应电动势最小的是（ ）
A．1s末 B．3s末 C．4s末 D．8s末
2．世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连．当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则
A．穿过铜盘的磁通量不变，电刷B的电势高于电刷A的电势
B．若仅将电刷B向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变小
C．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑动，灵敏电流计的示数将变小
D．金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小
3．如图所示，匀强磁场区域宽度为l，现有一边长为d（d>l）的矩形金属框以恒定速度v向右通过磁场区域，该过程中有感应电流的时间总共为（ ）
A． B． C． D．
4．关于电磁感应现象中穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B．磁通量增加时，感应电动势一定变大
C．磁通量减小时，感应电动势也可能变大 D．磁通量为零时，感应电动势一定为零
5．如图所示，平行金属导轨放在匀强磁场中，导轨的电阻不计，左端接一灵敏电流表G，具有一定电阻的导体棒AB垂直导轨放置且与导轨接触良好，在力F作用下做匀加速直线运动，导轨足够长，则通过电流表G中的电流大小和方向是
A．G中电流向上，逐渐增大
B．G中电流向下，逐渐增大
C．G中电流向上，逐渐不变
D．G中电流向上，逐渐不变
6．图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线圈示意图，已知线圈匝数n＝100匝，电阻r＝1Ω，横截面积S＝1.5×10－3 m2，外接电阻R＝7 Ω。线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设磁场的正方向水平向左，则（ ）
A．在t＝0.005 s时通过电阻R的电流大小为0
B．在t＝0.005 s时通过电阻R的电流方向由a流向b
C．在0～0.01 s内通过电阻R的电荷量q＝1.5×10－3 C
D．在0.02 s～0.03 s内线圈所产生的平均感应电动势为0
7．穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加，则（ ）
A．线圈中感应电动势每秒增加
B．线圈中感应电动势每秒减少
C．线圈中感应电动势始终为2V
D．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于
8．如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈
A．完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2
B．完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2
C．完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2
D．以上情况均有可能
9．如图所示，在虚线左侧的足够大区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一个直角三角形金属线框，线框左边与磁场边界平行，线框的电阻为R，线框以垂直虚线方向的速度v0做匀速直线运动，从线框的左边进入磁场时开始计时，E表示线框产生的感应电动势大小，F表示线框中受到的安培力大小，P表示线框的电功率的大小，I表示线框中的感应电流，则下列图象中正确的是( )
A． B．
C． D．
10．下列物理量的表达式正确的是（ ）
A．感应电动势的表达式是
B．洛仑兹力的表达式是
C．安培力的表达式是
D．磁通量的表达式是
11．如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一个边长为L粗细均匀的正方形导线框abcd，其所在平面与磁场方向垂直，导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上，导线框各边的电阻大小均为R．在导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，到整个导线框离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是
A．导线框进入磁场区域时产生顺时针方向的感应电流
B．导线框中有感应电流的时间为
C．导线框的bd对角线有一半进入磁场时，整个导线框所受安培力大小为
D．导线框的bd对角线有一半进入磁场时，导线框a、c两点间的电压为
12．关于感应电动势，下列说法中正确的是（ ）。
A．穿过导电线圈的磁通量越大，产生的感应电动势越大
B．穿过导电线圈的磁通量的变化越大，产生的感应电动势越大
C．穿过导电线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
D．穿过导电线圈的磁通量为零，产生的感应电动势一定为零
13．如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为的导体杆水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（ ）
A．b端的电势始终高于a端 B．杆电动势最大值
C．全过程中，杆平均电动势 D．当杆旋转时，间电势差
14．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，则在金属棒的整个运动过程中（ ）
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．金属棒克服安培力做功为
C．电阻R上产生的焦耳热为
D．金属棒在导轨上发生的位移为
15．中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演．中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行．该飞机翼展10m，表演地点位于北半球，该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T，该机飞行时速度约为300m/s，下列说法正确的是（ ）
A．该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B．该机两翼尖端无电势差
C．右端机翼电势较高
D．若飞机转向为自东向西飞行，机翼右端电势较高
二、填空题（共4题）
16．一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，导线ab=30cm，bc=40cm。导线以v=5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为_________V。
17．如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成60°角放置，当金属棒以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，电阻R中的电流大小为________，方向为________（不计轨道与棒的电阻）．
18．如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置，第一次快插，第二次慢插，两种情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1_____E2．
19．要研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系，实验装置如图所示，将螺旋管和光电门固定在导轨上，带有挡光片的磁铁放在倾斜导轨上，调整光电门的位置，当挡光片经过光电门时磁铁插入螺旋管．从导轨的不同位置释放磁铁，记录挡光片经光电门的挡光时间，同时通过电压传感器读出此时的感应电动势E，做出图线如图所示．
（1）在实验中需保持不变的是（_________）
A．挡光片的宽度
B．小车的释放位置
C．导轨倾斜的角度
D．光电门的位置
（2）由图b的图象可以得到的实验结论是__________________________．
（3）线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图(b)中画出实验的图线 _______．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，方向垂直于纸面向里。当金属棒ab沿光滑导轨水平向左做匀速运动时。已知v=5m/s，电阻R=0.4Ω，导轨间的距离L=0.4m，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1Ω。求：
(1)金属棒ab中电流的方向。
(2)电阻R上通过的电流。
21．如图所示，水平固定的闭合导轨分别由平行的直轨和同心半圆形导轨构成，两轨间距离均为d，同心圆的内圆半径均为d.两轨间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，内外两条轨道间用导线和电阻为R的电阻连接，其他电阻可忽略.一根导体棒在两轨道上滑动，棒在平行直轨道上垂直导轨做匀速直线运动，速度大小为v；棒在圆弧导轨上匀速转动，棒与外圆轨道接触点的线速度大小为v，运动中棒的延长线始终过圆心O1或O2．求：
(1)当棒在圆弧导轨上运动时，电阻R两端的电压U；
(2)棒在平直导轨上移动距离为L的过程中，电阻R产生的焦耳热Q.
22．如图所示，在足够长的粗糙水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀导线绕成的正方形闭合线圈，匝数，边长，总电阻R=0.5Ω，滑板和线圈的总质量，滑板与地面间的动摩擦因数。线圈前方有一长2.5L，宽L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T。现给线圈施加一水平拉力F，使线圈以速度匀速通过矩形磁场。时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场。求：（提示：可以用图像下的“面积”代表力F所做的功）
(1)线圈刚进入磁场时线圈中的电流大小和方向；
(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间（如图中虚线所示）滑板对地面的压力大小和水平拉力F的大小；
(3)线圈匀速通过整个磁场的过程中拉力F做的功。
23．如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距，导轨下端接一电阻恒为的小灯泡，导轨间存在一宽的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整个过程中小灯泡的亮度始终保持不变。已知金属杆的质量，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取。求：
(1)金属杆进入磁场时的速度v。
(2)图乙中的数值。
(3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q。
参考答案
1．D
2．C
3．B
4．C
5．B
6．C
7．C
8．B
9．A
10．B
11．D
12．C
13．C
14．D
15．A
16．1.0
17． 下
18．大于
19．AD； 感应电动势与磁通量的变化率成正比；
根据E＝n知，线圈匝数增加一倍，则感应电动势增加一倍．磁通量的变化量相同，则图线的斜率变为原来的2倍．如图所示．
20．(1)a→b；(2)2A
21．（1）（2）
22．(1)，逆时针方向；(2)，；(3)2.75J
23．(1)10 m/s；(2)0.02 s；(3)1.2J