2.3感应电动势的大小—法拉第电磁感应定律基础巩固-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）

2.3感应电动势的大小—法拉第电磁感应定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图，abcd为边长为L的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，半径为r的匝数为n的线圈如图所示放置。当磁场以的变化率变化时，线圈中感应电动势为（　　）
A．0 B．n·L2
C．n·πr2 D．n·r2
2．如图甲所示，在虚线框所示的区域有竖直向上的匀强磁场，位于水平面内、面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框上开有一小口与磁场外阻值为R的小灯泡相连．若金属框的总电阻为，其他电阻不计，磁场随时间的变化情况如图乙所示．则（ ）
A．感应电流由b经小灯泡流向a
B．线框cd边受到的安培力向左
C．感应电动势的大小为
D．a、b间电压的大小为
3．如图甲所示，面积S＝0.2m2的线圈，匝数n＝630匝，总电阻r＝1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V　0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的电流方向向左
B．为了保证电路的安全，电路中允许通过的最大电流为1A
C．线圈中产生的感应电动势随时间在变化
D．若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图乙中的t0最小值为40s
4．下列关于电磁感应的说法中正确的是（ ）
A．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流
B．只要导体在磁场中做相对运动，导体两端就一定会产生电势差
C．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量成正比
D．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关
5．飞机在一定高度水平飞行时，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，两机翼的两端点之间会有一定的电势差．若飞机在北半球水平飞行，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，则从飞行员的角度看(　　)
A．机翼左端的电势比右端的电势低
B．机翼左端的电势比右端的电势高
C．机翼左端的电势与右端的电势相等
D．以上情况都有可能
6．如图1所示，把一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。利用该装置可探究条形磁铁在穿过铜线圈的过程中，产生的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图2、3所示的电流—时间图线（两次用同一条形磁铁，在距铜线圈上端不同高度处，由静止沿铜线圈轴线竖直下落，始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计），下列说法正确的是（　　）
A．条形磁铁的磁性越强，产生的感应电流峰值越大
B．条形磁铁距铜线圈上端的高度越小，产生的感应电流峰值越大
C．条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能越大，产生的感应电流峰值越大
D．两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下
7．下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中产生的自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化
B．感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化成正比
C．感应电流产生的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化
D．穿过闭合回路的磁通量不发生变化，回路中也可能有感应电流产生
8．关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）
A．有电必有磁，有磁必生电
B．电磁感应过程可以使其它形式的能转化为电能
C．电磁感应现象的发现，使人类社会进入了机械化大生产时代
D．电压表和电流表都是利用电磁感应原理工作的
9．如右图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )
A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0
B．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0
C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g
10．如图所示，在水平放置的、宽度为d的光滑U形框架上有一长度为L的金属棒，其单位长度对应的电阻为r，以速度v匀速向右运动，U形框左端连接一定值电阻R，整个空间充满垂直于U形框平面向里的匀强磁场B（不计其他电阻），则金属棒PQ两端电势差为（　　）
A．BLv B．Bdv
C． D．
11．如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B、方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面。纸面内磁场上方有一个质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd（由均匀材料制成），其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。导线框从ab边距磁场上边界为h处自由下落，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．ab边刚进入磁场时，受到的安培力大小为
B．导线框通过磁场上边界的过程中，下落的速度可能一直增大
C．导线框通过磁场上边界的过程中，下落的速度一定一直减小
D．导线框通过磁场下边界的过程中，下落的速度一定一直减小
12．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中．两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球．K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半．则线圈中磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别为(　　)
A．正在增强，
B．正在增强，
C．正在减弱，
D．正在减弱，
13．在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝线圈，线圈所围的面积为0．1，线圈电阻为1Ω，规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，则以下说法正确的是
A．在时间0~5s内，I的最大值为0．1A
B．第4s，I的方向为顺时针
C．第3s，线圈的发热功率最大
D．3~5s内线圈有扩张的趋势
14．如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3Ω，边长为0.4m。金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（取3）（　　）
A．线框中感应电流的方向是顺时针方向
B．0~0.4s，线框中产生的热量为0.3J
C．t=0.4s时，穿过线框的磁通量为0.55Wb
D．前0.4s内流过线框某截面的电荷量为0.02C
15．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在周围空间激发感生电场，如图所示，半径为R的圆形区域内磁场均匀变化，以圆心为起点作x轴，则x轴上的感生电场E大小随x变化规律可能正确的是（　　）
B．
C． D．
二、填空题（共4题）
16．磁感强度是0.8T的匀强磁场中，有一根跟磁感线垂直、长0.2m的直导线，以4m/s的速度、在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动，则导线中产生的感应电动势的大小等于__________V．
17．如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2s，第二次用时1s，则前后两次线圈中产生的感应电动势之比为_________。
18．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则两线圈内产生感应电的流方向为___________方向，a、b线圈中感应电动势之比为___________； a、b线圈中感应电流之比为__________；a、b线圈中电功率之比为___________。
19．在研究电磁感应现象的实验中所用的实验仪器如图所示，它们是：（1）电流计（2）直流电源（3）带铁芯的线圈a（4）线圈（5）电键（6）滑动变阻器。
①某同学将实物连成电路，检查无误后，闭合电键的瞬间发现电流计的指针向右偏转。在闭合电键一段时间后电路达到稳定，电流计的指针指在________位置（填写“0刻线的左方”或“0刻线”或“0刻线的右方”）。断开电键的瞬间，电流计的指针将________偏转（填写“向左”或“不”或“向右”）。
②某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（填写“大”或“小”），原因是线圈中__________（填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第一次比第二次的大。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，一U形金属框的可动边AC长0.1m，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，AC以8m/s的速度水平向右移动，电阻R为5Ω（其它电阻均不计）。
（1）计算感应电动势的大小；
（2）AC杆受到的安培力大小。
21．如图，面积为0.2 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．磁感应强度随时间变化的规律是B＝(6－0.2t) T，已知R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF.线圈A的电阻不计．求：
(1)闭合S后，通过R2的电流强度大小．
(2)闭合S一段时间后再断开S，S断开后通过R2的电量是多少？
22．如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中。设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略。
(1)在到这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；
(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求到这段时间内细管内涡旋电场的场强大小E。
23．如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度B＝2.0T，方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab长L＝0.2 m（与导轨的宽度相同，接触良好），其电阻r＝1.0 Ω，导轨电阻不计．当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“3V，1.5 W”字样的小灯泡恰好正常发光．求：
（1）通过导体棒电流的大小和方向；
（2）导体棒匀速运动的速度大小．
参考答案
1．B
2．D
3．D
4．D
5．B
6．C
7．A
8．B
9．C
10．C
11．B
12．B
13．D
14．B
15．A
16．0.64
17．5:1
18．逆时针 9:1 3:1 27:1
19．0刻线 向左 大 磁通量变化率
20．（1）0.4V；（2）0.004N
21．（1）通过R2的电流大小0.4A，从左向右流过R1；
（2）电容器的带电量是7.2×10﹣5C．
22．(1) ；(2) 。
23．（1）1.0 A；方向为b→a（2）10 m/s