2.1楞次定律、2.2法拉第电磁感应定律 同步练习（word版含答案）

第二章 电磁感应第一节、第二节巩固练
一、单选题（本大题9小题，满分36分）
1．如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（　　）
A．同时增大减小
B．同时减小增大
C．同时以相同的变化率增大和
D．同时以相同的变化率减小和
2．如图所示电路，若将滑动变阻器滑片向上移动,则a、b环中感应电流的方向是（ ）
A．a环顺时针，b环顺时针
B．a环顺时针，b环逆时针
C．a环逆时针，b环顺时针
D．a环逆时针，b环逆时针
3．科学家们曾设想存在磁单极子，即一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质。假设在P点有一个固定的磁单极子，在其周围形成均匀辐射磁场，磁感线如图所示。当质量为m半径为R的导体圆环通有恒定的电流时，恰好能静止在该磁单极子正上方，环心与P点的距离为H，且圆环平面恰好沿水平方向。已知距磁单极子r处的磁感应强度大小为，其中k为已知常量，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）
A．圆环静止时磁场对环的安培力使其有沿半径方向扩张的趋势
B．圆环静止时可由题中条件求出环中电流的大小
C．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，下落过程中环中电流不受影响
D．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，下落过程中环的加速度先增大后减小
4．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒，竖直固定在相同高度，两个相同的条形磁铁，同时从A、B上端管口同一高度无初速度同时释放，穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面．下面关于两管的制作材料的描述可能的是( )
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是铜制成的，B管是用塑料制成的
5．如图甲所示，金属圆环在垂直于环面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t按正弦规律变化，如图乙所示．已知磁场方向垂直于环面向里为正方向，则下列说法错误的是（　　）
A．时间内，环中感应电流沿顺时针
B．时刻，穿过圆环的磁通量为0，圆环中无感应电流
C．时间内，金属圆环出现两次收缩趋势，两次扩张趋势
D．时间内，环上某一段受到的安培力指向圆心
6．如图，金属棒ab，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（　　）
A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒所受安培力的方向向右
C．流过金属棒ab的电流方向为从b流向a
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
7．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．棒产生的电动势为Bl2ω B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为CBr2ω
8．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是
A． B．C． D．
9．如图所示，间距为L的竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，质量为m、电阻为r的金属杆ab，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若金属棒ab在竖直向上的外力F作用下以速度V匀速上升，则以下说法正确的是（　 　）
A．a、b两点间的电压为BLV
B．b端电势高于a端电势
C．作用在金属棒ab上的各个力的合力做功等于零
D．拉力F所做的功等于电路中产生的热量
二、多选题（本大题8小题，满分32分）
10．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　　）
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
C．T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力
D．T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力
11．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着正电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，则（　　）
A．丝线受到的拉力减小
B．金属环B中产生顺时针方向（俯视）的电流
C．金属环B的面积有扩大的趋势
D．如果胶木盘A开始匀速转动，此后金丝线受到的拉力不变
12．两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为，通过长为的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．与无关，与成反比
B．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
C．通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D．调节、和，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变
13．如图,光滑平面内存在方向垂直平面向外的单边界磁场,其磁感应强度变化规律满足B=B0+kt（k>0）,正方形线框固定在虚线位置AB'C'D'处时（AC'与磁场边界重合）,线框中的电流为i,则下列说法正确的是（　　）
A．线框固定在虚线位置时,线框中电流沿逆时针方向,且电流大小恒定
B．现令磁感应强度恒为B0,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度ω匀速转到虚线位置,此过程中,线框中电流沿顺时针方向,且电流大小变化
C．现令磁感应强度恒为B0,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度ω匀速转到虚线位置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度
D．现令磁感应强度恒为B0,线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度ω匀速转到虚线位置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度
14．如图所示为穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的规律，以下说法正确的是（　　）
A．第末线圈中的瞬时电动势为2V
B．第末线圈中的瞬时电动势比第末的大
C．第末与第末线圈中通过的瞬时感应电流的方向相反
D．第末与第末线圈中通过的瞬时感应电流的方向相同
15．空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（　　）
A．圆环所受安培力的方向始终不变
B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C．圆环中的感应电流大小为
D．圆环中的感应电动势大小为
16．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨放置在水平面内，导轨间距为l，左端接电压为的电容器，带电情况如图所示，匀强磁场垂直导轨面向下，磁感应强度大小为B，导轨上有一金属棒垂直导轨和磁场放置，可紧贴导轨自由滑动。现给金属棒一个向右的初速度，则下列可能反映金属棒的运动速度随时间变化的图像是（　　）
A． B． C． D．
三、解答题（本大题3小题，每小题12分，满分36分）
17．如图，一边长为l0的正方形金属框abcd固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一长度大于的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上，导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为r，金属框电阻可忽略。将导体棒与a点之间的距离记为x，求导体棒所受安培力的大小随x（）变化的关系式。
18．如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
19．如图所示，矩形斜面ABCD的倾角，在其上放置一矩形金属框abcd，ab的边长l1=1m，bc的边长l2=0.6m，金属框的质量，电阻，金属框与斜面间的动摩擦因数，金属框通过轻质细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近，重物质量m0=2kg，斜面上cfgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小，方向垂直于斜面向上，已知ef到gh的距离为．现让金属由静止开始运动(开始时刻，cd与AB边重),在重物到达地面之前，发现金域匀速穿过匀强磁场区域，不计滑轮摩擦，g取，求：
（1）金属框进入磁场前细线所受拉力的大小；
（2）金属框从静止开始运动到ab边刚进入从所用的时间；
（3）金属框abcd在穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热．
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○……………………○…………内…………○…………装…………○…………订……
……○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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参考答案
1．B 2．C 3．B 4．A 5．B 6．C 7．B 8．C 9．C 10．AC
11．ABD 12．CD 13．BD 14．AB 15．BC 16．BD
17． 【解析】当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为l时，由法第电磁感应定律可知导体棒上感应电动势的大小为
由欧姆定律可知流过导体棒的感应电流为
式中R为这一段导体棒的电阻。按题意有
此时导体棒所受安培力大小为
由题设和几何关系有
联立各式得
18．(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J
【解析】 (1)由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为
(2)因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力，有
根据闭合电路欧姆定律有
结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8N；
(3)线框穿过磁场所用的时间为
故线框穿越过程产生的热量为
19．(1) ；(2) ；(3)
【解析】（1）金属框进入磁场前，对金属框和重物分别由牛顿第二定律得
解得：
（2）因金属框匀速穿过匀强磁场区域，对重物和金属框整体根据平衡条件可得
，
解得：
（3）在金属框穿过匀强磁场的过程中，根据功能关系可得
解得
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