2.2法拉第电磁感应定律 同步练习(Word版含答案)

2.2法拉第电磁感应定律 同步练习
一、单选题
1．如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l。长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以向右运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（　　）。
A．0 B． C． D．
2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O~D过程中以下描述错误的是（　　）
A．线圈中O时刻感应电动势最大
B．线圈中D时刻感应电动势为零
C．线圈中D时刻感应电动势最大
D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4V
3．如图所示，放置在匀强磁场中的光滑水平导轨左侧连有电阻R，磁场方向垂直于导轨所在平面向里．一根电阻可忽略不计的金属杆ab跨放在导轨上，现从静止开始对杆ab施加水平向右的恒力F，不计系统的自感，在杆ab运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁场对杆ab的作用力对杆ab做功，但磁场的能量是不变的
B．恒力F做的功等于电阻R上消耗的电能
C．磁场对杆ab作用力的功率大于电阻R上消耗的功率
D．电阻R上消耗的功率一直增加
4．如图所示，水平放置的足够长的粗糙平行金属导轨，左端与电阻相连，导体棒质量为，电阻为，且，长度与导轨宽度相同，有匀强磁场垂直穿过导轨平面。若给导体棒一初速度，使导体棒向右运动，直到停止，其中导体棒始终与导轨垂直且接触良好，则这一过程中，电阻上产生的热量是（　　）
A．等于 B．小于
C．等于 D．大于
5．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（　　）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受力，不运动
6．如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，使该线框从静止开始绕过圆心O且垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置不变，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（　　）
A． B． C． D．
7．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示， 。下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时，导体环中电流为零
B．第2s内，导体环中电流为负方向
C．第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D．第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C
8．一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（　　）
A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．E1C．E1D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
二、多选题
9．如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置，间距为d，两侧接有电阻、，阻值均为R，右侧有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场，质量为m、长度也为d的金属杆置于左侧，在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间t到达时撤去恒力F，金属杆在到达NQ之前减速为零，已知金属杆电阻也为R，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）
A．杆刚进入磁场时，杆两端的电压为
B．杆在磁场中运动的最大位移大小为
C．整个过程中，杆上产生的焦耳热为
D．整个过程中，上产生的焦耳热为
10．等离子体气流由左方连续以速度射入和两极板间的匀强磁场中，ab直导线与、相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且规定向左为磁场B的正方向，如图甲所示，则下列叙述正确的是（　　）。
A．0～1s内ab、cd导线互相吸引 B．1～2s内ab、cd导线互相排斥
C．2～3s内ab、cd导线互相吸引 D．3～4s内ab、cd导线互相排斥
11．如图所示，条形磁铁位于线圈的轴线上，下列过程中，能使线圈中产生较大感应电动势的是（　　）
A．条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈
B．条形磁铁沿轴线迅速插入线圈
C．条形磁铁在线圈中保持相对静止
D．条形磁铁沿轴线从线圈中快速拔出
12．如图所示，两间距为L的平行金属直导轨与水平面间的夹角为，导轨所在空间存在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，金属棒P垂直导轨放置，且通过质量不计的绝缘细绳跨过定滑轮悬吊一重物，将重物由静止释放，经过一段时间后，将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒Q恰好处于静止状态。已知两金属棒的质量均为m，长度略大于导轨间距，假设导轨足够长，重物始终没有落到水平面上，且金属棒P、Q与导轨接触良好，忽略一切阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．重物的质量为
B．金属棒Q未放上导轨时，重物和金属棒P组成的系统机械能不守恒
C．金属棒Q放上导轨后，通过金属棒的电流为
D．金属棒Q放上导轨后，两金属棒产生的焦耳热小于重物重力势能的减少量
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．如图甲所示，n＝150匝的圆形线圈M，处在垂直纸面向里的匀强磁场内，其电阻为1Ω，它的两端点a、b与阻值为2Ω的定值电阻R相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示。
（1）判断a、b两点的电势高低；
（2）求电阻R中通过的电流。
16．冲击电流计属于磁电式检流计，它可以测量短时间内通过冲击电流计的脉冲电流所迁移的电量，以及与电量有关的其他物理量测量（如磁感应强度）。已知冲击电流计D的内阻为R，通过的电量q与冲击电流计光标的最大偏转量成正比，即（k为电量冲击常量，是已知量）。如图所示，有两条光滑且电阻不计的足够长金属导轨MN和PQ水平放置，两条导轨相距为L，左端MP接有冲击电流计D，EF的右侧有方向竖直向下的匀强磁场。现有长度均为L、电阻均为R的导体棒ab与cd用长度也为L的绝缘杆组成总质量为m的“工”字型框架。现让“工”字型框架从EF的左边开始以初速度（大小未知）进入磁场，当cd导体棒到达EF处时速度减为零，冲击电流计光标的最大偏转量为d，不计导体棒宽度，不计空气阻力，试求：
（1）在此过程中，通过ab导体棒的电荷量和磁场的磁感应强度B的大小；
（2）在此过程中，“工”字型框架产生的总焦耳热Q；
（3）若“工”字型框架以初速度进入磁场，求冲击电流计光标的最大偏转量。
17．许多电磁现象可以用力的观点来分析，也可以用动量、能量等观点来分析和解释。如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。已知导体棒MN以初速度v0向右运动，求：
（1）当导体棒运动的速度为v0时，求其加速度a的大小；
（2）若金属导轨足够长，求导体棒速度由v0减到过程中，回路中产生的电热。
18．如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=1m，匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.4Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）0~1.5s内，电阻R上产生的热量；
（2）0~2.1s内，求通过电阻R的电量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．B
5．C
6．A
7．D
8．B
9．BD
10．BC
11．BD
12．ACD
13． A D 减小
14． a c B 磁通量的变化率
15．（1）a点电势比b点高；（2）10A
16．（1），；（2）；（3）
17．（1）；（2）
18．（1）0.26J；（2）1.6C