2.2节 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节 法拉第电磁感应定律 同步训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 686.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 23:51:55 | ||
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文档简介
2.2节 法拉第电磁感应定律 同步训练
一、单选题
1．（2022·广东·高州市长坡中学高二阶段练习）如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压大小
B．金属杆中感应电流大小
C．金属杆受到的安培力大小
D．电阻R的电功率
2．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）用如图所示的电路来研究反电动势，水平金属导轨通过开关和电池相连，匀强磁场的磁感应强度B竖直向下，当开关闭合后，光滑导体棒由静止开始运动，与导轨始终接触良好，导体棒最终以垂直导棒的速度v匀速运动，电池的电动势为E，回路的总电阻始终为R，导轨的间距为L，导棒与金属导轨的夹角始终为53°，，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒两端的感应电动势的方向为a→b
B．电源的电动势与导棒速度的关系为
C．当导体棒的速度为u时，反电动势为，回路中的电流为
D．当反电动势为，回路的电流为I时，能量转化关系为
3．（2022·江苏南通·一模）如图所示，正方形线圈MOO′N处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面的夹角为30°，线圈的边长为L，电阻为R，匝数为n。当线圈从竖直面绕OO′顺时针转至水平面的过程中，通过导线截面的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022·浙江·高三阶段练习）如图，光滑的水平面上，有垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为的正方形闭合线圈以初速度垂直磁场边界滑入最终又穿出磁场；线圈进入磁场后的速度为，则（ ）
A．完全离开磁场时的速度大于
B．完全离开磁场时的速度等于
C．完全离开磁场时的速度小于
D．以上情况均有可能
二、多选题
5．（2022·广东·高州市长坡中学高二阶段练习）如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电动势大小为E。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过ab的电流大小为I。则E和I分别是多少（ ）
A．E=0.48 V B．E=4.8 V
C．I=2.4A D．I=0.24A
6．（2022·广东·广州市第二中学高三阶段练习）如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分张角也为120°角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯（二极管）相连。除LED灯电阻外，其他电阻不计。下列说法中正确的是（ ）
A．若OP棒进入磁场中，P点电势小于O点电势
B．金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流
C．若导电圆环顺时针转动（俯视），也能看到LED灯发光
D．角速度比较小时，可能看到LED灯在闪烁
7．（2022·北京师大附中高二期末）为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是（ ）
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应
B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象
C．若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，足够长的平行金属导轨竖直放置在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的导体棒a和b垂直于导轨放置，导体棒与导轨紧密接触且可自由滑动。先固定a，释放b，当b的速度达到v时，再释放a，经过时间t后，a的速度也达到v，重力加速度为g，不计一切摩擦。则以下说法中正确的是（ ）
A．释放a之前，b运动的时间等于
B．释放a之前，b下落的高度大于
C．释放a之后的时间t内，a下落的高度大于
D．a和b的加速度最终都等于g
9．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒、静止在导轨上。时，棒以初速度向右滑动，运动过程中，、始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用、表示，棒所受的安培力用F表示。下列图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2022·河北石家庄·一模）如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．在2s内流过电阻的电量为
D．在2s内流过电阻的电量为
11．（2022·全国·模拟预测）如图甲所示，在边长为L的正方形abcd虚线区域内，分布着方向垂直水平面向外的均匀磁场，电阻为R的圆形导体框放置在绝缘水平面上，其圆心O点与ab边的中点重合，导体框恰好有一半处于磁场中、磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、t0都是已知量。由于水平面粗糙，圆形导体框一直处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．0~2t0时间内通过圆形导体框任一横截面的电荷量为
B．t0时刻通过导体框的电流大小为
C．2.5t0时刻，水平面对导体框的摩擦力大小为
D．0~3t0时间内，圆形导体框中产生的焦耳热为
三、填空题
12．（2020·天津市红桥区教师发展中心高二期末）截面积为，匝的圆形线圈处于如图所示的磁场中，磁感应强度以每秒的速率增加，电阻，线圈电阻（其它电阻不计）。则通过电阻的电流的大小为_________，方向_________。
13．（2021·甘肃·卓尼县柳林中学高二期中）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C线圈半径为0.5cm，1匝。则：
（1）在B减为0.4T的过程中，A中磁通量改变量为_________Wb，B中磁通量改变量为_________Wb；
（2）在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变量为_________Wb。（π取3.14，≈1.732）
14．（2021·上海市新中高级中学高二期中）如图所示，水平放置的金属杆ab、cd，用两条柔软的导线将它们连接成闭合回路，悬挂在一根光滑、不导电、水平放置的圆棒PQ两侧，整个装置处在一个与回路平面垂直的、方向向外的匀强磁场中。已知ab的质量大于cd的质量，若两金属杆由静止开始释放，流过金属杆cd中感应电流的方向为___________（选填“向左”或“向右”）；金属杆ab的运动情况是：___________。
四、解答题
15．（2022·广东珠海·高二期末）如图所示，固定于水平桌面上的光滑金属柜架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，abcd构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0，从t=0时刻起，磁感应强度均匀增大，每秒增量为k；同时给棒施加水拉力使棒保持静止。
（1）棒中的感应电流沿什么方向？水平拉力沿什么方向？
（2）求感应电流的大小；
（3）求水平拉力F与时间t的关系式。
16．（2022·河北·高三专题练习）如图甲所示，两平行导轨间距为L，与水平面的夹角为，MN间有长为L、质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，PQ间连接一阻值为R的电阻，其他电阻不计。导轨所在斜面有一直径为d的圆形区域，圆心位于MN的中点。该区域内存在方向沿竖直方向的均匀磁场，磁感应强度B随时间线性变化，变化规律如图乙所示。时刻，磁感应强度为，方向竖直向上。0到时间内导体棒一直保持静止。重力加速度为g。
（1）求回路的电功率P；
（2）请推导出时间内导体棒受到的摩擦力的大小随时间t的变化规律，并求时刻导体棒受到的摩擦力大小。
17．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，水平面内的金属导轨MN和PQ平行，间距，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向下，MP间接有阻值的电阻，质量、电阻的金属杆ab垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数为。现用恒力F沿导轨平面水平向右拉金属杆，使其由静止开始运动，当金属杆向右的位移时达到最大速度。取，导轨足够长且电阻不计。求：
（1）恒力F的大小及金属杆的速度为0.4m/s时的加速度大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻R的电荷量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．B
5．AD
6．AD
7．ABD
8．BD
9．AC
10．BD
11．AC
12． 0.1 到
13．
14． 向右 做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动
15．（1）棒中的感应电流由b指向a，水平拉力水平向右；（2）；（3）
16．（1）；（2）；
17．（1） ，；（2）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·广东·高州市长坡中学高二阶段练习）如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压大小
B．金属杆中感应电流大小
C．金属杆受到的安培力大小
D．电阻R的电功率
2．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）用如图所示的电路来研究反电动势，水平金属导轨通过开关和电池相连，匀强磁场的磁感应强度B竖直向下，当开关闭合后，光滑导体棒由静止开始运动，与导轨始终接触良好，导体棒最终以垂直导棒的速度v匀速运动，电池的电动势为E，回路的总电阻始终为R，导轨的间距为L，导棒与金属导轨的夹角始终为53°，，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒两端的感应电动势的方向为a→b
B．电源的电动势与导棒速度的关系为
C．当导体棒的速度为u时，反电动势为，回路中的电流为
D．当反电动势为，回路的电流为I时，能量转化关系为
3．（2022·江苏南通·一模）如图所示，正方形线圈MOO′N处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面的夹角为30°，线圈的边长为L，电阻为R，匝数为n。当线圈从竖直面绕OO′顺时针转至水平面的过程中，通过导线截面的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022·浙江·高三阶段练习）如图，光滑的水平面上，有垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为的正方形闭合线圈以初速度垂直磁场边界滑入最终又穿出磁场；线圈进入磁场后的速度为，则（ ）
A．完全离开磁场时的速度大于
B．完全离开磁场时的速度等于
C．完全离开磁场时的速度小于
D．以上情况均有可能
二、多选题
5．（2022·广东·高州市长坡中学高二阶段练习）如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电动势大小为E。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过ab的电流大小为I。则E和I分别是多少（ ）
A．E=0.48 V B．E=4.8 V
C．I=2.4A D．I=0.24A
6．（2022·广东·广州市第二中学高三阶段练习）如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分张角也为120°角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯（二极管）相连。除LED灯电阻外，其他电阻不计。下列说法中正确的是（ ）
A．若OP棒进入磁场中，P点电势小于O点电势
B．金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流
C．若导电圆环顺时针转动（俯视），也能看到LED灯发光
D．角速度比较小时，可能看到LED灯在闪烁
7．（2022·北京师大附中高二期末）为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是（ ）
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应
B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象
C．若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，足够长的平行金属导轨竖直放置在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的导体棒a和b垂直于导轨放置，导体棒与导轨紧密接触且可自由滑动。先固定a，释放b，当b的速度达到v时，再释放a，经过时间t后，a的速度也达到v，重力加速度为g，不计一切摩擦。则以下说法中正确的是（ ）
A．释放a之前，b运动的时间等于
B．释放a之前，b下落的高度大于
C．释放a之后的时间t内，a下落的高度大于
D．a和b的加速度最终都等于g
9．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒、静止在导轨上。时，棒以初速度向右滑动，运动过程中，、始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用、表示，棒所受的安培力用F表示。下列图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2022·河北石家庄·一模）如图所示，面积为的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的关系为。在纸面内有一金属导线围成面积为的圆形线圈，圆心与磁场圆心重合，导线上串有理想二极管、阻值为r的标准电阻和理想交流电流表，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．电流表的示数为
C．在2s内流过电阻的电量为
D．在2s内流过电阻的电量为
11．（2022·全国·模拟预测）如图甲所示，在边长为L的正方形abcd虚线区域内，分布着方向垂直水平面向外的均匀磁场，电阻为R的圆形导体框放置在绝缘水平面上，其圆心O点与ab边的中点重合，导体框恰好有一半处于磁场中、磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、t0都是已知量。由于水平面粗糙，圆形导体框一直处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．0~2t0时间内通过圆形导体框任一横截面的电荷量为
B．t0时刻通过导体框的电流大小为
C．2.5t0时刻，水平面对导体框的摩擦力大小为
D．0~3t0时间内，圆形导体框中产生的焦耳热为
三、填空题
12．（2020·天津市红桥区教师发展中心高二期末）截面积为，匝的圆形线圈处于如图所示的磁场中，磁感应强度以每秒的速率增加，电阻，线圈电阻（其它电阻不计）。则通过电阻的电流的大小为_________，方向_________。
13．（2021·甘肃·卓尼县柳林中学高二期中）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C线圈半径为0.5cm，1匝。则：
（1）在B减为0.4T的过程中，A中磁通量改变量为_________Wb，B中磁通量改变量为_________Wb；
（2）在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变量为_________Wb。（π取3.14，≈1.732）
14．（2021·上海市新中高级中学高二期中）如图所示，水平放置的金属杆ab、cd，用两条柔软的导线将它们连接成闭合回路，悬挂在一根光滑、不导电、水平放置的圆棒PQ两侧，整个装置处在一个与回路平面垂直的、方向向外的匀强磁场中。已知ab的质量大于cd的质量，若两金属杆由静止开始释放，流过金属杆cd中感应电流的方向为___________（选填“向左”或“向右”）；金属杆ab的运动情况是：___________。
四、解答题
15．（2022·广东珠海·高二期末）如图所示，固定于水平桌面上的光滑金属柜架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，abcd构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0，从t=0时刻起，磁感应强度均匀增大，每秒增量为k；同时给棒施加水拉力使棒保持静止。
（1）棒中的感应电流沿什么方向？水平拉力沿什么方向？
（2）求感应电流的大小；
（3）求水平拉力F与时间t的关系式。
16．（2022·河北·高三专题练习）如图甲所示，两平行导轨间距为L，与水平面的夹角为，MN间有长为L、质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，PQ间连接一阻值为R的电阻，其他电阻不计。导轨所在斜面有一直径为d的圆形区域，圆心位于MN的中点。该区域内存在方向沿竖直方向的均匀磁场，磁感应强度B随时间线性变化，变化规律如图乙所示。时刻，磁感应强度为，方向竖直向上。0到时间内导体棒一直保持静止。重力加速度为g。
（1）求回路的电功率P；
（2）请推导出时间内导体棒受到的摩擦力的大小随时间t的变化规律，并求时刻导体棒受到的摩擦力大小。
17．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，水平面内的金属导轨MN和PQ平行，间距，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向下，MP间接有阻值的电阻，质量、电阻的金属杆ab垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数为。现用恒力F沿导轨平面水平向右拉金属杆，使其由静止开始运动，当金属杆向右的位移时达到最大速度。取，导轨足够长且电阻不计。求：
（1）恒力F的大小及金属杆的速度为0.4m/s时的加速度大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻R的电荷量。
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参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．B
5．AD
6．AD
7．ABD
8．BD
9．AC
10．BD
11．AC
12． 0.1 到
13．
14． 向右 做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动
15．（1）棒中的感应电流由b指向a，水平拉力水平向右；（2）；（3）
16．（1）；（2）；
17．（1） ，；（2）
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