2.2法拉第电磁感应定律 基础巩固 （word版含答案）

2.2法拉第电磁感应定律基础巩固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．闭合电路中产生的感应电动势的大小，取决于穿过该回路的（ ）
A．磁通量 B．磁通量的变化量 C．磁通量的变化率 D．磁通量变化所需时间
2．如图所示，固定于绝缘水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿金属架以速度v向右匀速运动。时，磁感应强度为，此时，到达的位置恰好使构成一个边长为L的正方形。为使棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连．当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则
A．穿过铜盘的磁通量不变，电刷B的电势高于电刷A的电势
B．若仅将电刷B向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变小
C．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑动，灵敏电流计的示数将变小
D．金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小
4．下列关于感应电动势的说法中正确的是：（ ）
A．穿过闭合回路的磁通量减小，回路中的感应电动势一定也减小
B．穿过闭合回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势也越大
C．线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大
D．穿过闭合回路的磁通量的变化率不变，回路中的感应电动势也不变
5．关于分子电流，下面说法中正确的是（　　）
A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的
B．磁场是客观存在的一种物质
C．密立根首先发现了电磁感应现象，“磁生电”是在变化、运动的过程中才能出现的效应
D．安培发现的电流磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的
6．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈上，且使铁芯穿过套环，闭合开关的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（ ）
A．所选线圈的匝数过多 B．电源电压过高
C．所用的金属环质量过小 D．忘记在线圈中插入铁芯
7．如图所示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，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为。则下列说法正确的是（　　）
A．回路中有大小和方向周期性变化的电流
B．回路中电流大小恒定，且等于
C．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘
D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过
8．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示．下面说法中正确的是( )
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的为零
D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为零
9．物理是建立在实验基础上的一门学科，物理学中很多定律可以通过实验进行验证，下列定律中不可以通过实验直接得以验证的是
A．牛顿第一定律 B．机械能守恒定律
C．牛顿第三定律 D．法拉第电磁感应定律
10．某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上两块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图．若线框逆时针转动(俯视)，下列说法正确的是
A．线框转动是因为发生了电磁感应
B．磁铁导电且与电池负极接触的一端是S极
C．若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变
D．线框转动稳定时的电流比开始转动时的大
11．如图所示，为穿过1匝闭合线圈的磁通量随时间变化的关系，下列判断正确的是（ ）
A．0~2s内线圈中产生的感应电动势为5V
B．2s~4s内线圈中产生的感应电动势大于4s~5s内线圈中产生的感应电动势
C．2s~5s内线圈中产生感应电流方向不变
D．0~2s内和5s~10s内线圈中产生感应电流方向相反
12．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
13．如图所示，平行于y轴的长为2R的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过由两个半径均为R的半圆和中间一部分长为2R、宽为R的矩形组合而成的磁感应强度为B的匀强磁场区域．导体棒中的感应电动势E与导体棒的位置x关系的图象是
A． B．
C． D．
14．如图所示，一横截面积为S的N匝线圈，与水平放置相距为d、电容大小为C的平行板电容器组成一电路，线圈放于方向竖直向上的的磁场中，有一质量为m、带电荷量+q的粒子在板间刚好可匀速运动（重力加速度为g）。则线圈中的磁场B变化为（　　）
A．减少，且 B．增加，且
C．减少，且 D．增加，且
15．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．半径为L的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，磁感强度为B，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A．若圆盘转动的角速度为ω，则发电机产生的电动势为
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
二、填空题（共4题）
16．一导体棒长l=0.40m，在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中作切割磁感线运动，运动的速度v=5.0m/s，若速度方向与磁感线方向夹角=30，则导体棒中感应电动势的大小为____V，此导体棒在作切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为____ V．
17．如图是实验“用DIS研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的装置图。在这个实验过程中，我们测得的感应电动势是________（选填：“平均值”或“瞬时值”），小车从不同位置下滑时，螺线管中磁通量的变化量是________（选填：“相同的”或“不同的”）。
18．一个面积S=4×10－2 m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈面，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图所示，由图可知，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于________Wb，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化率等于______Wb/s，在开始2s内线圈中产生的感应电动势等于_____V
19．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
（1）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（填“左”或者“右”）偏转一下。
（2）如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是_______，（填＞，＝，或＜）
三、综合题（共4题）
20．如图甲所示，一圆形金属线圈面积为，电阻。线圈两端a、b与阻值为的电阻组成闭合回路，导线电阻忽略不计。线圈处在垂直于线圈平面向外的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，求在的时间内。
（1）线圈中产生的感应电动势大小E；
（2）流过电阻的电流大小I及其方向；
（3）线圈两端a、b间的电压。
21．某发电机的发电过程可以简化成如下的原理模型。100匝的闭合线圈AB，穿过线框的磁通量在1s内从0.05Wb减小到0.01Wb，不计线圈电阻，问：
(1)AB两端的电动势是多大；
(2)若在AB间接入一个的电阻，内电阻产生热量多少？
22．电磁炮简化模型如图所示，两平行固定导轨水平放置，间距为。一质量为、电阻为的金属弹丸置于两导轨之间，并与导轨保持良好接触。导轨左端与一电流为的理想恒流源（恒流源内部的能量损耗不计）相连。在发射过程中，假设两平行导轨中的电流在弹丸所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场，其强度与电流的关系为，在两导轨间其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场，其大小，方向均垂直导轨平面。如果一弹丸自导轨左端从静止开始被磁场加速直至射出的过程持续时间为，（不计空气阻力、摩擦阻力以及导轨电阻，弹丸可视为薄片，很小）。
(1)求弹丸出射时的速度；
(2)求弹丸加速过程中回路感应电动势大小与加速时间的变化关系；
(3)若不计弹丸电阻，弹丸加速过程中恒流源的端电压始终等于回路中的感应电动势，试求恒流源输出的能量并讨论能量分配情况。
23．如图甲所示，质量、电阻分布均匀的正方形导体线框随传送带向右运动，离开传送带后速度大小，方向水平进入右侧等间距分布的匀强磁场，落地前线框一直保持水平，落地后不再弹起。传送带右侧磁场个数足够多，高度足够大，俯视图如乙所示，每个磁场的宽度，磁场之间的距离，磁感应强度；线框总质量、边长、电阻。
(1)求线框刚进入磁场Ⅰ时两点的电势差；
(2)求线框从进入磁场Ⅰ到落地过程中水平方向的位移；
(3)传送带上有与线框仅电阻不同的两种线框，依次进入磁场，不考虑线框之间的相互影响，，，为使两种线圈在落地后能够分开，磁感应强度应当满足什么条件？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．D
5．B
6．D
7．C
8．C
9．A
10．B
11．C
12．C
13．A
14．A
15．A
16． 0.1 0.2
17． 平均值 相同的
18． 0.16 0.08 8
19． 左 ＞
20．（1）0.4V；（2）0.8A，c→d；（3）0.32V
21．(1)4V；(2)2400J
22．(1)；(2)（）；
(3)恒流源功率为
因为P与时间成线性关系，所以在时间内恒流源输出的能量为
弹丸获得的动能为
回路储存的磁能为
23．(1) 0.25V；(2)1.25m；(3)
答案第1页，共2页