第二章 电磁感应现象训练题（word版含答案）

感生、动生电动势题型归纳
人教版（2019）选择性必修第二册——电磁感应现象
一、感生电动势
1．（多选）如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（　　）
A．A、B线圈中产生的感应电动势之比
B．A、B线圈中产生的感应电动势之比
C．A、B线圈中产生的感应电流之比
D．A、B线圈中产生的感应电流之比
2．（单选）某圆形导电线圈处于一方向垂直于该线圈的匀强磁场中，该磁场的磁感应强度B随时间的变化如图所示。对OP、PM、MN和NQ时间段内线圈中的感应电流，下列说法正确的是（　　）
A．PM段的感应电流值最大
B．OP段的感应电流值是MN段的感应电流值的2倍
C．MN段的感应电流与NQ段的感应电流大小相同，方向也相同
D．OP段的感应电流与NQ段的感应电流方向相同
3．（单选）如图所示，半径为2R的圆形金属线圈与半径为R的圆形区域的圆心同为O，圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，金属线圈与虚线之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度均随时间均匀增大，变化率均为k。某时刻匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小为，匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小为，。则该时刻穿过金属线圈的磁通量、金属线圈中产生的感应电动势的大小分别为（　　）
A．0，
B．，0
，
D．，
4．（单选）如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。若导体圆环对水平桌面的压力大于其重力，则导体所围区域内磁场的磁感应强度随时间变化情况可能是（　　）
A．B．C． D．
5．（多选）如图所示，圆形闭合金属线圈位于磁场方向垂直于线圈平面的匀强磁场中，已知金属线圈的匝数n=100，半径r=0.5m，总电阻R=5Ω。t=0时刻磁场方向垂直线圈平面向里为正方向，磁感应强度B随时间t变化规律为B=（6-2t）T。下列说法正确的是（　　）
A．1s内线圈中磁通量的变化量大小为0.5πWb B．1s内通过线圈的电荷量为10πC
C．t=3s时线圈中的感应电流为0 D．t=4s时线圈有扩张的趋势
6．如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律如图，定值电阻R1=6 Ω，线圈电阻R2=4 Ω，求：
（1）在图中标出流过R1的电流方向；
（2）通过电阻R1的电流大小；
（3）回路中的a、b两点的电压。
二、动生电动势
7．（单选）如图所示，长为L电阻值为R的直导体棒平放在纸面上，大小为B的匀强磁场垂直于纸面分布，现使直棒以垂直于棒大小为v的速度匀速运动，下列说法中正确的是（　　）
A．棒中感应电流由a到b，大小为
B．棒中感应电动势小于，a端电势低于b端
C．棒中感应电动势等于，a端电势高于b端
D．棒中感应电动势等于，a端电势低于b端
8．（单选）如图所示abcd水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计， 已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则（　　）
A．金属杆中电流从M端流向N端 B．电路中感应电流的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为 D．电路中感应电动势的大小为
9．（单选）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以初速度绕OP做匀速圆周运动，不计空气阻力，则金属棒在图示运动过程产生的感应电动势大小的变化情况，正确的是（ ）
A．越来越小 B．越来越大 C．保持不变 D．无法判断
10．（多选）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（　　）
E=0.48 V
B．E=4.8 V
C．I=2.4A
D．I=0.24A
11．（多选）如图所示，有界匀强磁场的宽度为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。正方形是粗细均匀的导体框，总电阻为，边长为L，该导体框处于纸面内。导体框在外力作用下沿对角线（垂直于磁场边界）由Ⅰ位置匀速运动到Ⅲ位置，速度大小为v，则导体框（ ）
A．由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中，感应电流的方向不变
B．由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中，感应电流的方向先逆时针后顺时针
C．由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中，最大感应电流为
D．由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中，最大感应电流为
12．（多选）半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置处于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两导轨之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒中电流从A流向B
B．导体棒两端电压为Bωr2
C．电容器的M板带正电
D．电容器所带电荷量为CBωr2
三、感生+动生电动势组合
13．（单选）如图所示，边长为a的导线框ABCD处于磁感应强度为B0的匀强磁场中，BC边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化。若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为（　　）
A． B． C． D．
14．（单选）如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，与框架构成一个边长为l的正方形。时，磁感应强度为，此时，金属棒沿框架向右做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动。为使棒中不产生感应电流，从开始，下列磁感应强度B随时间t变化的关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
参考答案
1．BC
【解析】
【详解】
AB．根据法拉第电磁感应定律
则
故A错误B正确；
CD．设线圈单位长度的电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律得
则
故D错误C正确。
故选BC。
2．C
【解析】
【详解】
设圆形导电线圈的面积为，线圈匝数为，电阻为，根据法拉第电磁感应定律有
则感应电流为
A．由磁感应强度B随时间的变化图可知，PM段的
故感应电流为零，故A错误；
B．由磁感应强度B随时间的变化图可知，OP段的是MN段的的，则OP段的感应电流值是MN段的感应电流值的，故B错误；
C．由磁感应强度B随时间的变化图可知，MN段的与NQ段的相等，则MN段的感应电流与NQ段的感应电流大小相同，方向也相同，故C正确；
D．由磁感应强度B随时间的变化图可知，OP段的为正值，NQ段的为负值，则OP段的感应电流与NQ段的感应电流方向相反，故D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
该时刻穿过金属线圈的磁通量为
由楞次定律可知匀强磁场、随时间均匀增大，金属线圈中产生的感应电流方向相反，由法拉第电磁感应定律可得金属线圈中产生的感应电动势的大小为
故A、B、C错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
圆环与桌面间的压力大于圆环的重力，得知导体圆环将受到向下的磁场作用力，根据楞次定律的另一种表述，可见螺旋管中的磁场磁通量在增大，即螺线管和abcd构成的回路中产生的感应电流在增大。根据法拉第电磁感应定律
则感应电流
可知增大时（即B变化的越来越快），感应电流才增大。
选项A中的减小（B变化的越来越慢），选项B中的增大（B变化的越来越快），CD选项中的不变。
故选B。
5．AB
【解析】
【详解】
A．磁通量及磁通量的变化与匝数无关
故A正确；
B．通过回路的电荷量
故B正确；
C．时回路磁通量为0，磁通量的变化率不为0，且变化率恒定，故线圈中电流恒定，故C错误；
D．时磁场正在反向增大，根据楞次定律，线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选AB。
6．（1）电流方向向上；（2）2A；（3）12 V
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由Φ－t图知，穿过线圈的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知a点电势比b点高。R1中的电流方向向上。
（2）由法拉第电磁感应定律知
E＝n＝100×0.2 V＝20 V
由闭合电路欧姆定律知：
I＝＝2A
（3）回路中的a、b两点的电压即为电阻R上的电压
Uab＝IR1＝2×6V＝12 V
7．D
【解析】
【详解】
A．导体棒没有与其它导体组成闭合回路，所以在切割磁感线的过程中，导体棒上有感应电动势，但没有感应电流，故A错误；
BCD．由法拉第电磁感应定律可知棒中电动势大小为E=BLv，由右手定则知棒上如果有感应电流，则是由a流向b，电源内部电流方向是由电势低指向电势高，所以，a 端电势低于b端，故BC错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．根据右手定则可得电流从N端流向M端，故A错误。
BD．金属杆切割的有效长度等于导轨间距l，则金属棒有效切割长度为l，根据法拉第电磁感应定律可得电路中感应电动势为
E=Blv
金属杆接入电路中的电阻为
根据闭合电路的欧姆定律可得电路中感应电流的大小为
故B正确D错误；
C．金属杆所受安培力的大小为
故C错误；
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
金属棒ab做匀速圆周运动，设速度方向与水平方向夹角为，根据题意可知，速度在水平方向的分速度
则感应电动势大小为
根据题意可知，逐渐增大，则感应电动势逐渐减小，故BCD错误，A正确。
故选A。
10．AD
【解析】
【详解】
电动势为
通过R1电流
通过R2电流
所以，通过ab的电流
I=I1+I2=0.24A
故选AD。
11．BC
【解析】
【详解】
AB．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中磁通量增加，根据右手定则可知图中电流方向为逆时针，导体框由Ⅱ位置到Ⅲ位置过程中磁通量减小，根据右手定则可知图中电流方向为顺时针，选项A错误、B正确；
CD．导体框由Ⅰ位置到Ⅲ位置过程中当位于磁场两边界上时，导体框切割磁场的有效切割长度的最长的为，则产生的最大电动势为
根据闭合电路欧姆定律知最大电流
故最大感应电流为
选项C正确、D错误。
故选BC。
12．CD
【解析】
【详解】
A．根据右手定则可知导体棒中电流从B流向A，A错误；
B．导体棒转动产生的感应电动势为
导体棒两端的电压为路端电压，因而
B错误；
C．导体棒的A端相当于电源正极，电容器的M板带正电，C正确；
D．由
可得电容器所带电荷量为
D正确。
故选CD。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为
E1=B0av
仅使磁感应强度随时间均匀变化产生的感应电动势为
E2=a2
据题线框中感应电流大小相等，则感应电动势大小相等，即
E1=E2
解得
ACD错误，B正确。
故选B。
14．A
【解析】
【详解】
要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有
解得
故选A。
使用时间：2022年3月22日
第11页 共12页 第12页 共12页