2.2法拉第电磁感应定律 分层作业巩固提升（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.2法拉第电磁感应定律 分层作业巩固提升（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 985.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-23 06:40:42 | ||
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文档简介
课时2法拉第电磁感应定律分层作业巩固提升第二章电磁感应2021_2022学年高二物理选择性必修第二册（人教版2019）
一、多选题，共4小题
1．如图甲所示，线圈的匝数匝，横截面积。线圈总电阻，沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在0-0.1s内，下列说法正确的是（ ）
A．线圈内磁通量的变化量为0.25Wb
B．线圈内磁通量的变化率为
C．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为2.5V
D．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为1.25V
2．如图所示是某款国产手机无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为n，线圈的横截面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由增加到．则在充电的这段时间内（ ）
A．受电线圈中感应电流的方向由c到d点
B．受电线圈中感应电流的方向由d到c点
C．受电线圈产生的平均感应电动势大小为
D．受电线圈产生的平均感应电动势大小为
3．如图所示，光滑水平面上一有限范围的T的匀强磁场，宽度为，若将一个电阻为0.4Ω，边长的正方形均匀导线框在外力作用下以速度匀速通过磁场区域，则（ ）
A．导线框中无感应电流的时间为3s
B．导线框进入磁场和离开磁场过程中，导线框中感应电流均为逆时针方向
C．导线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为-4C
D．导线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为
4．如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是
A．流过电阻R的感应电流由a到b
B．线框cd边受到的安培力方向向上
C．感应电动势大小为
D．ab间电压大小为
二、单选题，共10小题
5．闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按B﹣t图变化，方向如图，则回路中（ ）
A．电流方向为逆时针方向
B．电流强度越来越大
C．磁通量的变化率恒定不变
D．产生的感应电动势越来越大
6．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位可表示为（ ）
A． B． C．T·m/s D．
7．如图所示，一个面积为S、匝数为n的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
8．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（ ）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
9．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的（ ）
A． B．
C． D．
10．以下关于电磁感应的说法正确的是（ ）
A．感应电流磁场的方向总与原磁场的方向相反
B．只要闭合导体回路切割磁感线，就一定有感应电流产生
C．若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零
D．穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大
11．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈N接入恒定电流时，能为电动汽车充电
B．当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且增加时，有电流从a端流出
D．充电时，Δt时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加ΔB，则M两端电压为
12．如图所示为一个无线充电器，右侧是一个可以辐射电磁场的线圈，逆时针绕向，左侧是配套的模块化接口电路，它能把直流电变成高频交流电。手机背部安装有受电线圈，当正对送电线圈放上去时就实现了给手机充电的功能，其工作原理与变压器类似。图中最内侧线圈中间黑色Ⅰ区域为线圈中心区域，Ⅱ区域为环状绕线区域，若某时刻电流恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．当送电线圈通顺时针方向的电流时，其中心区域的磁场方向垂直纸面向里
B．在中心区域的白点处垂直线圈放一根较短的通电导线，它会受到安培力的作用
C．送电线圈Ⅰ区域的磁场比Ⅱ区域的磁场弱
D．当图中送电线圈的电流增加时，受电电流一定增加
13．航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈中突然通入直流电流时，靠近线圈左端放置的金属环便向左弹射，如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝制成的形状完全相同的两个闭合金属环（电阻率ρ铜<ρ铝），闭合开关S的瞬间，下列判断正确的是（ ）
A．若仅将电池的正负极调换，其他条件不变，金属环将向右弹射
B．若将铜环放在线圈右侧，其他条件不变，铜环仍将向左运动
C．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
D．铜环中的感应电流大于铝环中的感应电流
14．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )
A． B．1 C．2 D．4
三、填空题，共4小题
15．在如图所示的回路中，若回路面积从变到，磁感应强度同时从变到、方向垂直纸面向里，则回路中的磁通量的变化量为________。
16．如图所示，条形磁铁正下方有一固定的单线圈，当磁铁竖直向下靠近线圈时，穿过线圈的磁通量将________（填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.2Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V．
17．一个单匝矩形线圈，在△t= 0.1s的时间内穿过它的磁通量由增加到， 则线圈中磁通量的变化量 =______Wb，线圈中的感应电动势E=_______V。
18．有一个半径为10cm的圆形线圈共100匝，垂直圆面的匀强磁场磁感应强度为0.2T，磁场在0.4s内消失，则穿过线圈的磁通量变化量为_________Wb；线圈中产生的平均感应电动势为_________。
四、解答题，共4小题
19．如图所示，一单匝矩形线圈有一半面积处在匀强磁场中，此时穿过线圈的磁通量=0.02Wb。现将矩形线圈从图中实线位置沿水平方向向右移至虚线所示位置，用时，此时穿过线圈的磁通量=0.04Wb。求此过程中：
（1）线圈内磁通量的变化量；
（2）线圈内产生的感应电动势E1；
（3）若其他条件不变，只将单匝线圈换成100匝线圈，线圈内产生的感应电动势E2。
20．如图所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为。轨道左端接一阻值为的电阻，金属棒在两导轨之间的电阻为，导轨及其他电阻不计。若金属棒在外力的作用下，沿框架以速度沿轨道水平向右做匀速直线运动。求：
（1）中的电流方向；、端电势哪端高；
（2）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感线产生的感应电动势表达式；
（3）求之间的电压。
21．如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，一间距为d的平行“U”形金属导轨CD和EF水平放置于匀强磁场中，金属棒ab置于导轨上与导轨接触良好。若磁感应强度大小随时间变化满足关系式。其中B0、c、k均为已知数（不为零）。t=0时，金属ab距导轨右端的距离为x0，为使金属棒ab由静止向左运动过程中所受安培力为零，试判断金属棒ab在外力作用下做什么运动？若做匀加速直线运动，求出其加速度a。
22．如图，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m。右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图2规律变化，CF长为2m。在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知ab金属棒电阻为1Ω，求：
(1)通过小灯泡的电流；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．BD
【解析】
A．线圈内磁通量的变化量为
故A错误；
B．线圈内磁通量的变化率为
故B正确；
CD．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压
故C错误，D正确。
故选BD。
2．AC
【解析】
AB．根据楞次定律，增反减同可知，感应电流产生的磁场向下，可知受电线圈中感应电流的方向由c到d点，故A正确，B错误；
CD．由法拉第电磁感应定律得的受电线圈产生的平均感应电动势大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
3．CD
【解析】
A．当导线框完全进入磁场至刚要出磁场的过程中，穿过线框的磁通量不变，无感应电流，这段时间为
故A错误；
B．由右手螺旋定则可知，导线框离开磁场过程中，感应电流为顺时针，故B错误；
C．导线框进入磁场的过程中，有
可解得
故C正确；
D．导线框进入或离开磁场的过程中以做匀速运动，产生的电动势为
进入或离开磁场用时均为
线框完全在磁场中运动过程中无感应电流，线框不产生热量。因此穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为
故D正确。
故选CD。
4．AD
【解析】
穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律可得感应电流为逆时针，故流过电阻R的感应电流由a到b，A正确；电流是从c到d，根据左手定则，可得线框cd边受到的安培力方向向下，B错误；根据法拉第电磁感应定律可得，根据欧姆定律可得ab间电压大小为，故C错误D正确；
【点睛】
由法拉第电磁感应定律求出感应电流的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定，及左手定则确定安培力的方向，同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部（线圈）电流方向是负极到正极
5．C
【解析】
A．根据楞次定律，可知电流方向为顺时针方向。故A错误；
BCD．由B﹣t可知磁感应强度的变化率为一定值，由
又
联立，可得
易知，磁通量的变化率恒定不变，产生的感应电动势大小不变，电流强度不变。故BD错误；C正确。
故选C。
6．A
【解析】
法拉第电磁感应定律数学表达式是
可知，1V=1wb/s，故BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【解析】
根据法拉第电磁感应定律
得
故ABD错误，C正确；
故选C。
8．A
【解析】
A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A错误，符合题意；
B．取走磁体，就没有磁场，弦振动时不能切割磁感线产生感应电流，电吉他将不能正常工作，B正确，不符合题意；
C．根据可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，磁场方向不变，但磁通量有时变大，有时变小，据楞次定律可知，线圈中的电流方向不断变化，D正确，不符合题意。
故选A。
9．A
【解析】
在0~1 s内，根据法拉第电磁感应定律
根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；
在1~3 s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3~5 s内，根据法拉第电磁感应定律
根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【解析】
A．根据楞次定律知道，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，感应电流磁场的方向总与原磁场的方向不一定相反，故A错误；
B．产生感应电流的条件：一是闭合回路；二是磁通量发生变化，故B错误；
C．某一时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，下一时刻的磁通量不一定为零，根据感应电流的条件知道，故C错误；
D．闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这闭合电路的磁通量的变化率成正比，穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大，故D正确。
故选D。
11．C
【解析】
A．若送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；
B．当线圈N接入正弦式交变电流时，受电线圈M中的磁通量按正弦式规律变化，故M两端产生正弦式交变电压，故B错误；
C．当穿过线圈M的磁感应强度向上增加时，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，故感应电流方向从b向a，即电流从a端流出，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，有
E＝n＝nS
设受电线圈外接电路的电阻为R，由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压
U＝R＝
故D错误。
故选C。
12．A
【解析】
A．当通入顺时针方向电流时，根据安培定则，可以判断中心区域磁场垂直纸面向里，A正确；
B．垂直线圈放一根较短的通电导线时，导线与磁场平行，所以导线不受力，B错误；
C．由于所有线圈产生的磁场都通过Ⅰ区域，并且方向相同，所以Ⅰ区域的磁场比Ⅱ区域强，C错误；
D．当电阻一定时，受电电流的大小取决于单位面积上磁通量的变化率，D错误。
故选A。
13．D
【解析】
A．当电池正负极调换后，固定线圈在左侧变成了S极，根据楞次定律也可以判断出固定线圈与环间产生的斥力，也可以通过“来拒去留”的方法判断，这闭合开关，磁场增大相当于“来”，所以会产生“拒”，即排斥力，所以向左弹射，故A错误；
B．若将铜环放在线圈右侧，同理，铜环与线圈间也会产生排斥力，所以铜环将向右运动，故B错误；
C．由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极，当闭合开关S瞬间，磁场增大，穿过左侧线圈的磁通量在增大，根据楞次定律，线圈中产生与原磁场方向相反的感应磁场，再由安培定则可以判断出，左侧线圈中产生从左侧看顺时针方向的感应电流，故C错误；
D．根据，形状完全相同，则L、S相同，由于电阻率ρ铜<ρ铝，则铜环的电阻要小一些，在感应电动势相同的情况下，产生的感应电流大一些，故D正确。
故选D。
14．B
【解析】
由法拉第电磁感应定律：，且、
则有，．
故两过程中感应电动势的大小相等,线框中感应电动势的比值为，故选项B正确．
点睛：由题意可知两种情况下磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势，即可求得比值．
15．13.6
【解析】
因为都变化，所以用后来的磁通量减去原来的磁通量
16． 变大 0.4
【解析】
在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大，由法拉第电磁感应定律可得：．
17． 0.05 0.5
【解析】
线圈中磁通量的变化量
线圈中的感应电动势
18． 6.28 × 10 - 3 1.57V
【解析】
根据磁通量的计算方法有
Φ = 0 - SB = - 6.28 × 10–3Wb
则穿过线圈的磁通量变化量为6.28 × 10–3Wb。
线圈中产生的平均感应电动势为
= n = 1.57V
19．（1）0.02Wb；（2）0.02V；（3）2V
【解析】
（1）线圈内磁通量的变化量
（2）由法拉第电磁感应定律得
（3）由法拉第电磁感应定律得
20．（1），端电势高；（2）；（3）
【解析】
（1）由右手定则知，中的电流方向从，端电势高。
（2）根据
其中
，
所以
（3）整个回路的电流为
所以
21．初速度为0的匀加速直线运动，
【解析】
由于金属棒ab由静止向左运动过程中所受安培力为零，则回路中感应电流为0，为了不产生感应电流，在任意时刻的磁通量应与刚开始时的相同，设t时间内金属棒ab的位移为x，有
解得
根据匀变速直线运动规律可知，金属棒ab在外力作用下做初速度为0的匀加速直线运动，根据
联立可得
22．(1)0.1A；(2)0.1N；(3)0.8kg
【解析】
(1)金属棒未进入磁场，电路总电阻
R总＝RL＋Rab＝5Ω
回路中感应电动势为
E1＝＝S＝×0.5×2V＝0.5V
灯泡中的电流强度为
IL＝＝A＝0.1A
(2)因灯泡亮度不变，故在t＝4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度
I＝IL＝0.1A
恒力大小
F＝FA＝BId＝2×0.1×0.5N＝0.1N
(3)因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为
E2＝E1＝0.5V
金属棒在磁场中的速度
v＝＝m/s＝0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为
a＝＝m/s2＝m/s2
故金属棒的质量为
m＝＝kg＝0.8kg
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题，共4小题
1．如图甲所示，线圈的匝数匝，横截面积。线圈总电阻，沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在0-0.1s内，下列说法正确的是（ ）
A．线圈内磁通量的变化量为0.25Wb
B．线圈内磁通量的变化率为
C．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为2.5V
D．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压为1.25V
2．如图所示是某款国产手机无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为n，线圈的横截面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由增加到．则在充电的这段时间内（ ）
A．受电线圈中感应电流的方向由c到d点
B．受电线圈中感应电流的方向由d到c点
C．受电线圈产生的平均感应电动势大小为
D．受电线圈产生的平均感应电动势大小为
3．如图所示，光滑水平面上一有限范围的T的匀强磁场，宽度为，若将一个电阻为0.4Ω，边长的正方形均匀导线框在外力作用下以速度匀速通过磁场区域，则（ ）
A．导线框中无感应电流的时间为3s
B．导线框进入磁场和离开磁场过程中，导线框中感应电流均为逆时针方向
C．导线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为-4C
D．导线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为
4．如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是
A．流过电阻R的感应电流由a到b
B．线框cd边受到的安培力方向向上
C．感应电动势大小为
D．ab间电压大小为
二、单选题，共10小题
5．闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按B﹣t图变化，方向如图，则回路中（ ）
A．电流方向为逆时针方向
B．电流强度越来越大
C．磁通量的变化率恒定不变
D．产生的感应电动势越来越大
6．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位可表示为（ ）
A． B． C．T·m/s D．
7．如图所示，一个面积为S、匝数为n的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
8．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（ ）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
9．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的（ ）
A． B．
C． D．
10．以下关于电磁感应的说法正确的是（ ）
A．感应电流磁场的方向总与原磁场的方向相反
B．只要闭合导体回路切割磁感线，就一定有感应电流产生
C．若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零
D．穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大
11．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈N接入恒定电流时，能为电动汽车充电
B．当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且增加时，有电流从a端流出
D．充电时，Δt时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加ΔB，则M两端电压为
12．如图所示为一个无线充电器，右侧是一个可以辐射电磁场的线圈，逆时针绕向，左侧是配套的模块化接口电路，它能把直流电变成高频交流电。手机背部安装有受电线圈，当正对送电线圈放上去时就实现了给手机充电的功能，其工作原理与变压器类似。图中最内侧线圈中间黑色Ⅰ区域为线圈中心区域，Ⅱ区域为环状绕线区域，若某时刻电流恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．当送电线圈通顺时针方向的电流时，其中心区域的磁场方向垂直纸面向里
B．在中心区域的白点处垂直线圈放一根较短的通电导线，它会受到安培力的作用
C．送电线圈Ⅰ区域的磁场比Ⅱ区域的磁场弱
D．当图中送电线圈的电流增加时，受电电流一定增加
13．航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈中突然通入直流电流时，靠近线圈左端放置的金属环便向左弹射，如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝制成的形状完全相同的两个闭合金属环（电阻率ρ铜<ρ铝），闭合开关S的瞬间，下列判断正确的是（ ）
A．若仅将电池的正负极调换，其他条件不变，金属环将向右弹射
B．若将铜环放在线圈右侧，其他条件不变，铜环仍将向左运动
C．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
D．铜环中的感应电流大于铝环中的感应电流
14．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )
A． B．1 C．2 D．4
三、填空题，共4小题
15．在如图所示的回路中，若回路面积从变到，磁感应强度同时从变到、方向垂直纸面向里，则回路中的磁通量的变化量为________。
16．如图所示，条形磁铁正下方有一固定的单线圈，当磁铁竖直向下靠近线圈时，穿过线圈的磁通量将________（填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.2Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V．
17．一个单匝矩形线圈，在△t= 0.1s的时间内穿过它的磁通量由增加到， 则线圈中磁通量的变化量 =______Wb，线圈中的感应电动势E=_______V。
18．有一个半径为10cm的圆形线圈共100匝，垂直圆面的匀强磁场磁感应强度为0.2T，磁场在0.4s内消失，则穿过线圈的磁通量变化量为_________Wb；线圈中产生的平均感应电动势为_________。
四、解答题，共4小题
19．如图所示，一单匝矩形线圈有一半面积处在匀强磁场中，此时穿过线圈的磁通量=0.02Wb。现将矩形线圈从图中实线位置沿水平方向向右移至虚线所示位置，用时，此时穿过线圈的磁通量=0.04Wb。求此过程中：
（1）线圈内磁通量的变化量；
（2）线圈内产生的感应电动势E1；
（3）若其他条件不变，只将单匝线圈换成100匝线圈，线圈内产生的感应电动势E2。
20．如图所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为。轨道左端接一阻值为的电阻，金属棒在两导轨之间的电阻为，导轨及其他电阻不计。若金属棒在外力的作用下，沿框架以速度沿轨道水平向右做匀速直线运动。求：
（1）中的电流方向；、端电势哪端高；
（2）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感线产生的感应电动势表达式；
（3）求之间的电压。
21．如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，一间距为d的平行“U”形金属导轨CD和EF水平放置于匀强磁场中，金属棒ab置于导轨上与导轨接触良好。若磁感应强度大小随时间变化满足关系式。其中B0、c、k均为已知数（不为零）。t=0时，金属ab距导轨右端的距离为x0，为使金属棒ab由静止向左运动过程中所受安培力为零，试判断金属棒ab在外力作用下做什么运动？若做匀加速直线运动，求出其加速度a。
22．如图，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m。右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图2规律变化，CF长为2m。在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知ab金属棒电阻为1Ω，求：
(1)通过小灯泡的电流；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BD
【解析】
A．线圈内磁通量的变化量为
故A错误；
B．线圈内磁通量的变化率为
故B正确；
CD．在a，b间接一个的电阻时，该ab两端的电压
故C错误，D正确。
故选BD。
2．AC
【解析】
AB．根据楞次定律，增反减同可知，感应电流产生的磁场向下，可知受电线圈中感应电流的方向由c到d点，故A正确，B错误；
CD．由法拉第电磁感应定律得的受电线圈产生的平均感应电动势大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
3．CD
【解析】
A．当导线框完全进入磁场至刚要出磁场的过程中，穿过线框的磁通量不变，无感应电流，这段时间为
故A错误；
B．由右手螺旋定则可知，导线框离开磁场过程中，感应电流为顺时针，故B错误；
C．导线框进入磁场的过程中，有
可解得
故C正确；
D．导线框进入或离开磁场的过程中以做匀速运动，产生的电动势为
进入或离开磁场用时均为
线框完全在磁场中运动过程中无感应电流，线框不产生热量。因此穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为
故D正确。
故选CD。
4．AD
【解析】
穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律可得感应电流为逆时针，故流过电阻R的感应电流由a到b，A正确；电流是从c到d，根据左手定则，可得线框cd边受到的安培力方向向下，B错误；根据法拉第电磁感应定律可得，根据欧姆定律可得ab间电压大小为，故C错误D正确；
【点睛】
由法拉第电磁感应定律求出感应电流的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定，及左手定则确定安培力的方向，同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部（线圈）电流方向是负极到正极
5．C
【解析】
A．根据楞次定律，可知电流方向为顺时针方向。故A错误；
BCD．由B﹣t可知磁感应强度的变化率为一定值，由
又
联立，可得
易知，磁通量的变化率恒定不变，产生的感应电动势大小不变，电流强度不变。故BD错误；C正确。
故选C。
6．A
【解析】
法拉第电磁感应定律数学表达式是
可知，1V=1wb/s，故BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【解析】
根据法拉第电磁感应定律
得
故ABD错误，C正确；
故选C。
8．A
【解析】
A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A错误，符合题意；
B．取走磁体，就没有磁场，弦振动时不能切割磁感线产生感应电流，电吉他将不能正常工作，B正确，不符合题意；
C．根据可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，磁场方向不变，但磁通量有时变大，有时变小，据楞次定律可知，线圈中的电流方向不断变化，D正确，不符合题意。
故选A。
9．A
【解析】
在0~1 s内，根据法拉第电磁感应定律
根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；
在1~3 s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3~5 s内，根据法拉第电磁感应定律
根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．D
【解析】
A．根据楞次定律知道，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，感应电流磁场的方向总与原磁场的方向不一定相反，故A错误；
B．产生感应电流的条件：一是闭合回路；二是磁通量发生变化，故B错误；
C．某一时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，下一时刻的磁通量不一定为零，根据感应电流的条件知道，故C错误；
D．闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这闭合电路的磁通量的变化率成正比，穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大，故D正确。
故选D。
11．C
【解析】
A．若送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；
B．当线圈N接入正弦式交变电流时，受电线圈M中的磁通量按正弦式规律变化，故M两端产生正弦式交变电压，故B错误；
C．当穿过线圈M的磁感应强度向上增加时，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下，故感应电流方向从b向a，即电流从a端流出，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，有
E＝n＝nS
设受电线圈外接电路的电阻为R，由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压
U＝R＝
故D错误。
故选C。
12．A
【解析】
A．当通入顺时针方向电流时，根据安培定则，可以判断中心区域磁场垂直纸面向里，A正确；
B．垂直线圈放一根较短的通电导线时，导线与磁场平行，所以导线不受力，B错误；
C．由于所有线圈产生的磁场都通过Ⅰ区域，并且方向相同，所以Ⅰ区域的磁场比Ⅱ区域强，C错误；
D．当电阻一定时，受电电流的大小取决于单位面积上磁通量的变化率，D错误。
故选A。
13．D
【解析】
A．当电池正负极调换后，固定线圈在左侧变成了S极，根据楞次定律也可以判断出固定线圈与环间产生的斥力，也可以通过“来拒去留”的方法判断，这闭合开关，磁场增大相当于“来”，所以会产生“拒”，即排斥力，所以向左弹射，故A错误；
B．若将铜环放在线圈右侧，同理，铜环与线圈间也会产生排斥力，所以铜环将向右运动，故B错误；
C．由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极，当闭合开关S瞬间，磁场增大，穿过左侧线圈的磁通量在增大，根据楞次定律，线圈中产生与原磁场方向相反的感应磁场，再由安培定则可以判断出，左侧线圈中产生从左侧看顺时针方向的感应电流，故C错误；
D．根据，形状完全相同，则L、S相同，由于电阻率ρ铜<ρ铝，则铜环的电阻要小一些，在感应电动势相同的情况下，产生的感应电流大一些，故D正确。
故选D。
14．B
【解析】
由法拉第电磁感应定律：，且、
则有，．
故两过程中感应电动势的大小相等,线框中感应电动势的比值为，故选项B正确．
点睛：由题意可知两种情况下磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势，即可求得比值．
15．13.6
【解析】
因为都变化，所以用后来的磁通量减去原来的磁通量
16． 变大 0.4
【解析】
在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大，由法拉第电磁感应定律可得：．
17． 0.05 0.5
【解析】
线圈中磁通量的变化量
线圈中的感应电动势
18． 6.28 × 10 - 3 1.57V
【解析】
根据磁通量的计算方法有
Φ = 0 - SB = - 6.28 × 10–3Wb
则穿过线圈的磁通量变化量为6.28 × 10–3Wb。
线圈中产生的平均感应电动势为
= n = 1.57V
19．（1）0.02Wb；（2）0.02V；（3）2V
【解析】
（1）线圈内磁通量的变化量
（2）由法拉第电磁感应定律得
（3）由法拉第电磁感应定律得
20．（1），端电势高；（2）；（3）
【解析】
（1）由右手定则知，中的电流方向从，端电势高。
（2）根据
其中
，
所以
（3）整个回路的电流为
所以
21．初速度为0的匀加速直线运动，
【解析】
由于金属棒ab由静止向左运动过程中所受安培力为零，则回路中感应电流为0，为了不产生感应电流，在任意时刻的磁通量应与刚开始时的相同，设t时间内金属棒ab的位移为x，有
解得
根据匀变速直线运动规律可知，金属棒ab在外力作用下做初速度为0的匀加速直线运动，根据
联立可得
22．(1)0.1A；(2)0.1N；(3)0.8kg
【解析】
(1)金属棒未进入磁场，电路总电阻
R总＝RL＋Rab＝5Ω
回路中感应电动势为
E1＝＝S＝×0.5×2V＝0.5V
灯泡中的电流强度为
IL＝＝A＝0.1A
(2)因灯泡亮度不变，故在t＝4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度
I＝IL＝0.1A
恒力大小
F＝FA＝BId＝2×0.1×0.5N＝0.1N
(3)因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为
E2＝E1＝0.5V
金属棒在磁场中的速度
v＝＝m/s＝0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为
a＝＝m/s2＝m/s2
故金属棒的质量为
m＝＝kg＝0.8kg
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