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2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．随着新能源轿车的普及，利用电磁感应原理开发的无线充电技术得到进一步应用．如图所示，由地面供电装置(主要装置有线圈和电的源)将电能传送至轿车底部的感应装置(主要装置是线圈)，该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电．下列说法正确的是
A．车载电池充电过程是将化学能转化为电能
B．充电电能由感应装置产生，地面供电装置没有消耗能量
C．只减小地面供电电流的频率，可增大充电电流
D．只增大地面供电线圈的匝数，可减小充电电流
2．一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B，螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（　　）
A．，且a点电势低于b点电势
B．，且a点电势低于b点电势
C．，且a点电势高于b点电势
D．，且a点电势高于b点电势
3．下列关于科学家对电磁学的发展所做出的贡献中,说法正确的是（ ）
A．法拉第电磁感应定律是法拉第研究了电磁感应现象,并总结出的规律
B．奥斯特发现了电流的磁效应并总结出安培定则
C．法拉第电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出的规律
D．楞次总结出了楞次定律并发现了电流的磁效应
4．关于物理学史、物理方法以及原理，以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律
B．物理学中，质点、平均速度、合力与分力等物理量的定义均用了等效替代的思想方法
C．根据楞次定律，感应电流的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化
D．线圈的磁通量与线圈的匝数无关，线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关
5．如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线竖直向下垂直穿过铜盘，在a、b两处用电刷将导线分别与铜盘的边缘和转轴良好接触，逆时针匀速转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流，让小灯泡发光。则（　　）
A．回路中电流大小变化，方向不变
B．回路中电流大小不变，方向变化
C．回路中电流从a导线流进小灯泡
D．回路中电流从b导线流进小灯泡
6．有一个半径为、共计100匝的圆形线圈处在磁感应强度为的匀强磁场中，初始时线圈平面与磁场垂直，现把线圈平面旋转，则在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量大小约为（　　）
A． B．
C． D．
7．如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘顺时针旋转（从上往下看），下列说法正确的是（ ）
A．穿过圆盘的磁通量发生变化
B．圆盘中心电势比边缘要低
C．R上的热功率与圆盘转动角速度成正比
D．产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比
8．将一个n匝的正方形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成角。若磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线的材料，粗细不变，下列可使线圈中的感应电流变为原来2倍的是（　　）
A．将线圈面积变为原来的2倍 B．将线圈的边长变为原来的2倍
C．将线圈匝数变为原来的2倍 D．将线圈平面转至与磁感线垂直的位置
9．如图所示，电压表、电流表均为理想电表，正方形线框的边长为L，电容器的电容量为正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场以k的变化率均匀减弱时，则　　
A．电流表有读数
B．电压表有读数
C．b点的电势高于a点的电势
D．回路中产生的电动势为
10．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
11．一正方形闭合导线框abcd，边长为0.1m，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽为0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区过程中，可正确表示线框从进入到穿出过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化的情况的是（　　）
A． B． C． D．
12．如图甲所示，固定的光滑平行导轨（电阻不计）与水平面的夹角为，导轨足够长且间距L=0.5m，底端接有阻值为R=4Ω的电阻，整个装置处于垂直于导轨斜向上的匀强磁场中，一质量m=1kg、电阻r=1Ω、长度也为L的导体棒MN在沿导轨向上的拉力F作用下由静止开始运动，导轨足够长，拉力F与导体棒速率倒数的关系如图乙所示。已知g取10m/s2，则（　　）
A．v=5m/s时拉力大小为7N
B．v=5m/s时拉力的功率为140W
C．匀强磁场的磁感应强度的大小为2T
D．当导体棒的加速度a=8m/s2时，导体棒受到的安培力的大小为2N
13．如图，两个半径不同但共心的圆形导线环、位于同一平面内，环的半径小于环的半径，已知在到的时间间隔内，当导线环中的电流发生某种变化，而导线环中的感应电流总是沿顺时针方向，且导线环总有收缩的趋势，设环中电流的正方向与图中箭头所示的方向相同，则随时间的变化的图线可能是（　　）
A． B．
C． D．
14．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为 ，P始终保持静止状态，则（　　）
A．零时刻 ，此时P无感应电流
B． 时刻，P有收缩的趋势
C． 时刻 ，此时P中感应电流最大
D． 时刻 ，此时穿过P的磁通量最大
15．如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为，方向垂直纸面向里。质量为、边长为的正方形导线框始终沿竖直方向穿过该磁场，已知边进入磁场时的速度为，边离开磁场时的速度也为，重力加速度的大小为。下列说法正确的是（　　）
A．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同
B．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反
C．从边进入磁场到边离开磁场的过程中，安培力所做的功为
D．从边进入磁场到边离开磁场的过程中，线框可能先做加速运动后做减速运动
二、填空题（共3题）
16．一个 100 匝的线圈，在 0．2s 内穿过它的磁通量从 0．02Wb增加到 0．05Wb．线圈中的感应电动势 E=_____V
17．1992年7月，航天飞机“亚特兰蒂斯”号进行了一项卫星悬绳发电实验．航天飞机在赤道上空约300km处飞行，速度约为6.5×103m/s，方向由西向东，地磁场在该处的磁感应强度B=4×10-5T，地球半径为6400km，从航天飞机上释放了一颗卫星，卫星所携带的一根长L=20km的金属悬绳能产生的感应电动势约为__________V．
18．如图所示，长度L＝0.4m，电阻Rab＝0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动。运动速度v＝5m/s。线框中接有R＝0.4Ω的电阻。整个空间有磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面。其余电阻不计。电路abcd中相当于电源的部分是____；_____相当于电源的正极。导线所受安培力大小F＝____，电阻R上消耗的功率P＝____。
三、综合题（共4题）
19．法拉第圆盘发电机的示意图如图。半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，阻值为R的电阻与两铜片P、Q连接再分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，在外力的作用下，从上向下看，圆盘绕轴以角速度ω顺时针方在水平面内匀速转动。已知圆盘和铜轴接入电路中的等效电阻为βR（0<β<1），不计导线的电阻。求：
(1)流过电阻R的电流方向；
(2)流过电阻R的电流大小；
(3)电阻R上消耗的电功率。
20．如图所示，在范围足够大、方向竖直问下的匀强磁场中，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4m，框架上放置一接入电路的电阻为1Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计，磁场的磁感应强度B=0.2T。t=0时刻，cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=4m/s 由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
(1)在0~2s内平均感应电动势是多少
(2)第2s末，回路中的电流多大
21．《科学》介绍了一种新技术——航天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统．飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等．该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释，下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P，Q的质量分别为、，柔性金属缆索长为l，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q距地面高为h，设缆索总保持指向地心，P的速度为．已知地球半径为R，地面的重力加速度为g．
（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，设缆索中无电流，求缆索P、Q哪端电势高？两端的电势差多大？
（2）设缆索的电阻为，如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流，相应的电阻为，求缆索所受的安培力多大
（3）求缆索对Q的拉力多大？
22．有一个100匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.04Wb增加到0.14Wb，求线圈中的感应电动势为多大？如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．C
5．D
6．D
7．D
8．B
9．D
10．C
11．B
12．C
13．A
14．D
15．C
16．15
17．5200
18． ab a端 0.016N 0.064W
19．(1)a-R-b；(2)；(3)
20．(1)0.32V；(2)0.64A
21．（1）P点，；（2）；（3）
22．50V， 0.05A．
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