2.2 法拉第电磁感应定律 同步训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.2 法拉第电磁感应定律 同步训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 545.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-03 07:36:44 | ||
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文档简介
2.2 法拉第电磁感应定律 同步训练 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通密度的单位定义为韦伯
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．伽利略制造出了人类历史上的第一台发电机
D．安培发现了法拉第电磁感应定律
2．如图是一个水平放置的玻璃圆环形槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。槽所在水平面内有变化的磁场，磁感应强度的大小跟时间成正比（其中），方向竖直向下。时刻，将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，并让它获得初速度，方向如图。设小球在运动过程中电荷量不变，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的速度不断增大
B．小球需要的向心力大小不变
C．磁场力对小球做正功
D．小球受到的磁场力大小与时间成正比增大
3．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在纸面强磁场I中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以垂直纸面向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示．用F表示边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，电阻值可忽略不计的矩形线圈MNPQ位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，其中PQ边上接有电容器C。如果在一个周期时间内，通电长直导线中通过电流i（电流方向向上为正）的图像如图所示，则电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多的时间段是（ ）
A．时间内 B．时间内
C．时间内 D．时间内
5．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN在外力作用下沿框架以速度v向右匀速运动。t=0时，磁感应强度为B，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应随时间t变化。以下能正确反映B与t的关系式是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．根据法拉第电磁感应定律，如果某一闭合的10匝线圈，通过它的磁通量在0.1s内从增加到，则线圈产生的感应电动势大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计。导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根长度为L的金属棒，金属棒与导轨接触良好，电阻为r，用平行导轨的水平外力F拉着金属棒向右做匀速运动，则在金属棒运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R消耗的电功率为
B．金属棒的运动速度大小
C．金属棒两端的电压为
D．整个回路的发热功率为
8．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（ ）
A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B．当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出
D．充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，此时M两端电压为
二、多选题
9．如图所示，半径为的线圈内有垂直纸面向内的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是（ ）
A．保持磁场不变，线圈的半径由变到的过程中，不产生感应电流
B．保持磁场不变，线圈的半径由变到的过程中，有逆时针的电流
C．保持线圈半径不变，使磁场随时间按，线圈中的电流为
D．保持线圈半径不变，使磁场随时间按，线圈中的电流为
10．如图，绝缘的水平桌面上固定着两根相距、电阻不计的足够长光滑金属导轨，两导轨左端与阻值的电阻相连。竖直向下、有左边界（处）的、范围足够大的磁场沿方向均匀增大，磁感应强度。一根质量、电阻的金属棒垂直置于导轨上并始终接触良好。棒在水平外力作用下从处沿导轨向右做直线运动，运动过程中回路电流恒为。以下判断正确的是（ ）
A．金属棒在处时，电阻R的电功率为 B．金属棒在处的速度为
C．金属棒在处时，克服安培力做功的瞬时功率为 D．金属棒从运动到过程中克服安培力做的功为
11．如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（ ）
A．刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B．导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C．导体棒产生的焦耳热为
D．通过导体棒的电荷量为
12．如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框相连，导线框内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（ ）
A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
D．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
三、实验题
13．学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连线圈和光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间同时触发电压传感器记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。
（1）关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是______和_______。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C．实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间内线圈中磁通的变化量可视为不变
（2）两位同学用作图法分析实验数据在直角坐标系中作出_______（填“”或“”）图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与成反比。
（3）若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会________（选填“增大”、“不变”、“减小”）
14．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”）。
（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断___________。
A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转
B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央
（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的___________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。
四、解答题
15．如图发电机，半径为的铜环固定在竖直面内，圆环的水平直径上方存在水平向左垂直于铜环平面的匀强磁场，大小为，水平直径下方存在水平向右垂直于铜环平面的匀强磁场，大小为。长度为，电阻为的导体棒一端固定在铜环中心O；另一端紧贴铜环匀速转动，角速度为。铜环中心O和铜环之间连接电阻R，阻值为，铜环电阻不计。求：
（1）导体棒转到图示OD位置时，电阻R中的电流大小；
（2）导体棒从图示OD位置转过时，电阻R中的电流大小；
（3）导体棒转动分钟的过程中，电阻R产生的焦耳热。
16．如图，固定在匀强磁场中的正方形导线框边长为l，其中边和边是电阻为R的电阻丝，其余两边是电阻可忽略的铜导线。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与边相同的电阻丝PQ架在线框上，在外力作用下，由静止开始从边滑向边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好。当PQ经过边中点时，速度为v，求：
（1）电阻丝PQ经过边中点时，PQ中的电流大小和方向；
（2）从静止开始到运动至边中点的过程中，通过电阻丝PQ横截面的电荷量。
17．如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中（导轨其他部分无磁场），电阻R的阻值为2 Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1 m。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属杆刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势E；
（2）金属杆穿过匀强磁场的速度大小和克服安培力所做的功；
（3）金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量。
18．如图所示，平行光滑金属轨道和C置于水平地面上，两轨道之间的距离，之间连接一定值电阻．倾角的倾斜轨道与水平轨道顺滑连接，为宽的矩形区域，区域内存在磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。质量、电阻的导体棒在倾斜轨道上与距离处平行于由静止释放，己知重力加速度，导轨电阻不计。求：
（1）导体棒刚进入匀强磁场时，流过导体棒两端的电流I；
（2）导体棒穿过匀强磁场的过程中通过某一横截面的电荷量q；
（3）运动过程中，导体棒上产生的焦耳热Q。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．A
7．A
8．D
9．AC
10．BD
11．BCD
12．BC
13．A D 减小
14．a c B 磁通量的变化率
15．（1）0.6A；（2）0.8A；（3）1200J
16．（1），从Q到P；（2）
17．（1）3 V；（2）2 m/s，0.25 J；（3）0.1 C
18．（1）8A；（2）0.5C；（3）0.3J
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通密度的单位定义为韦伯
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．伽利略制造出了人类历史上的第一台发电机
D．安培发现了法拉第电磁感应定律
2．如图是一个水平放置的玻璃圆环形槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。槽所在水平面内有变化的磁场，磁感应强度的大小跟时间成正比（其中），方向竖直向下。时刻，将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，并让它获得初速度，方向如图。设小球在运动过程中电荷量不变，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的速度不断增大
B．小球需要的向心力大小不变
C．磁场力对小球做正功
D．小球受到的磁场力大小与时间成正比增大
3．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在纸面强磁场I中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以垂直纸面向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示．用F表示边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，电阻值可忽略不计的矩形线圈MNPQ位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，其中PQ边上接有电容器C。如果在一个周期时间内，通电长直导线中通过电流i（电流方向向上为正）的图像如图所示，则电容器C的上极板带正电且电荷量逐渐增多的时间段是（ ）
A．时间内 B．时间内
C．时间内 D．时间内
5．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN在外力作用下沿框架以速度v向右匀速运动。t=0时，磁感应强度为B，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应随时间t变化。以下能正确反映B与t的关系式是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．根据法拉第电磁感应定律，如果某一闭合的10匝线圈，通过它的磁通量在0.1s内从增加到，则线圈产生的感应电动势大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计。导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根长度为L的金属棒，金属棒与导轨接触良好，电阻为r，用平行导轨的水平外力F拉着金属棒向右做匀速运动，则在金属棒运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R消耗的电功率为
B．金属棒的运动速度大小
C．金属棒两端的电压为
D．整个回路的发热功率为
8．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（ ）
A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B．当线圈N接入周期性交变电流时，线圈M两端产生周期性变化的电压
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且减小时，有电流从b端流出
D．充电时，若某时刻线圈M中磁感应强度变化率为k，此时M两端电压为
二、多选题
9．如图所示，半径为的线圈内有垂直纸面向内的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是（ ）
A．保持磁场不变，线圈的半径由变到的过程中，不产生感应电流
B．保持磁场不变，线圈的半径由变到的过程中，有逆时针的电流
C．保持线圈半径不变，使磁场随时间按，线圈中的电流为
D．保持线圈半径不变，使磁场随时间按，线圈中的电流为
10．如图，绝缘的水平桌面上固定着两根相距、电阻不计的足够长光滑金属导轨，两导轨左端与阻值的电阻相连。竖直向下、有左边界（处）的、范围足够大的磁场沿方向均匀增大，磁感应强度。一根质量、电阻的金属棒垂直置于导轨上并始终接触良好。棒在水平外力作用下从处沿导轨向右做直线运动，运动过程中回路电流恒为。以下判断正确的是（ ）
A．金属棒在处时，电阻R的电功率为 B．金属棒在处的速度为
C．金属棒在处时，克服安培力做功的瞬时功率为 D．金属棒从运动到过程中克服安培力做的功为
11．如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（ ）
A．刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B．导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C．导体棒产生的焦耳热为
D．通过导体棒的电荷量为
12．如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框相连，导线框内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（ ）
A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
D．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
三、实验题
13．学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连线圈和光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间同时触发电压传感器记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。
（1）关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是______和_______。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C．实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间内线圈中磁通的变化量可视为不变
（2）两位同学用作图法分析实验数据在直角坐标系中作出_______（填“”或“”）图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证E与成反比。
（3）若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会________（选填“增大”、“不变”、“减小”）
14．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”）。
（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断___________。
A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转
B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央
（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的___________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。
四、解答题
15．如图发电机，半径为的铜环固定在竖直面内，圆环的水平直径上方存在水平向左垂直于铜环平面的匀强磁场，大小为，水平直径下方存在水平向右垂直于铜环平面的匀强磁场，大小为。长度为，电阻为的导体棒一端固定在铜环中心O；另一端紧贴铜环匀速转动，角速度为。铜环中心O和铜环之间连接电阻R，阻值为，铜环电阻不计。求：
（1）导体棒转到图示OD位置时，电阻R中的电流大小；
（2）导体棒从图示OD位置转过时，电阻R中的电流大小；
（3）导体棒转动分钟的过程中，电阻R产生的焦耳热。
16．如图，固定在匀强磁场中的正方形导线框边长为l，其中边和边是电阻为R的电阻丝，其余两边是电阻可忽略的铜导线。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与边相同的电阻丝PQ架在线框上，在外力作用下，由静止开始从边滑向边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好。当PQ经过边中点时，速度为v，求：
（1）电阻丝PQ经过边中点时，PQ中的电流大小和方向；
（2）从静止开始到运动至边中点的过程中，通过电阻丝PQ横截面的电荷量。
17．如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中（导轨其他部分无磁场），电阻R的阻值为2 Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1 m。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属杆刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势E；
（2）金属杆穿过匀强磁场的速度大小和克服安培力所做的功；
（3）金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量。
18．如图所示，平行光滑金属轨道和C置于水平地面上，两轨道之间的距离，之间连接一定值电阻．倾角的倾斜轨道与水平轨道顺滑连接，为宽的矩形区域，区域内存在磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。质量、电阻的导体棒在倾斜轨道上与距离处平行于由静止释放，己知重力加速度，导轨电阻不计。求：
（1）导体棒刚进入匀强磁场时，流过导体棒两端的电流I；
（2）导体棒穿过匀强磁场的过程中通过某一横截面的电荷量q；
（3）运动过程中，导体棒上产生的焦耳热Q。
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参考答案
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．A
7．A
8．D
9．AC
10．BD
11．BCD
12．BC
13．A D 减小
14．a c B 磁通量的变化率
15．（1）0.6A；（2）0.8A；（3）1200J
16．（1），从Q到P；（2）
17．（1）3 V；（2）2 m/s，0.25 J；（3）0.1 C
18．（1）8A；（2）0.5C；（3）0.3J