第二章 第2节法拉第电磁感应定律（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 第2节法拉第电磁感应定律（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 669.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 20:04:01 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律
每节自检
一、单选题
1． 如图所示，100匝的线圈两端M、N与一个理想电压表V相连。线圈内有方向垂直纸面向内的磁场，线圈中的磁通量按如图所示规律变化。则下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为150V，M端接电压表正接线柱 B．电压表示数为150V，N端接电压表正接线柱
C．电压表示数为50.0V，M端接电压表正接线柱 D．电压表示数为50.0V，N端接电压表正接线柱
2． A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示．在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两导线环内所产生的感应电动势相等
B．A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势
C．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶4
D．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶1
3． 如图是某固定电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的关系图象，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4． 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（ ）
A．Ua＞Uc，金属框中无电流
B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣a
C．Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流
D．Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a
5． 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，磁场中有一导线MN与“匸”形光滑的金属框组成闭合电路，当给导线向右的初速度时，下列说法正确的是（ ）
A．电路中将有顺时针方向的电流 B．导线将做匀速直线运动
C．导线的N端相当于电源的正极 D．导线受到的安培力向左
7． 如图所示，、两个金属线圈是在同一平面内的同心圆，则下列说法不正确的是（ ）
A．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则中会产生逆时针方向的感应电流
B．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则会有收缩趋势
C．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则中会产生逆时针方向的感应电流
D．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则会有收缩趋势
8． 将多匝线圈置于磁感应强度大小随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）
A．感应电动势与线圈的匝数无关
B．通过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C．通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D．通过线圈的磁通量为0，感应电动势一定也为0
9． 有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。规定磁场方向向里为正方向，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的单匝闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为、，则为（ ）
A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定
二、多选题
11．矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态，如图甲所示．一磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度的大小B随时间t变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4 s时间内，导线框ad边所受安培力F安随时间t变化的图象(规定向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流I随时间t变化的图象(规定顺时针方向为电流的正方向)可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
12．如图甲所示，虚线左右两边分别存在垂直于纸面、方向相反、磁感应强度大小为的匀强磁场，一半径为r、由硬质导线做成的金属圆环固定在纸面内，圆心O在上。以垂直纸面向外为磁场的正方向，若左侧的磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，金属圆环的总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．在到的时间间隔内，圆环中的磁通量一直在增加
B．在到的时间间隔内，圆环中的感应电流始终沿逆时针方向
C．在时刻，圆环受到的安培力大小为
D．在时刻，圆环受到的安培力大小为
13．边长为 L 的正方形金属框在水平恒力 F 作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为 d（d>L）．已知 ab 边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有
A．产生的感应电流方向相反
B．进入磁场过程和穿出磁场过程中 a 点的电势都比 b 点的电势低
C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D．进入磁场过程和穿出磁场过程中通过导体内某一截面的电量相等
14．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框沿四个不同方向匀速平移出磁场，如图所示，线框移出磁场的整个过程（ ）
A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
B．①图中流过线框的电量与v的大小无关
C．②图中线框的电功率与v的大小成正比
D．③图中磁场力对线框做的功与v2成正比
15．一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示，磁场的上边界线水平，线框的下边ab边始终水平，斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是
A．线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B．线框进入磁场过程一定是减速运动
C．线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D．线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
三、解答题
16．如图甲所示，在铁芯上绕着两个线圈A和C，线圈A两端接一电源，线圈C两端接一阻值为10Ω的电阻R。已知线圈A的匝数为11；线圈C的电阻为5Ω，匝数为7，横截面积为0.3m2.
（1）若A接的是一电动势为11V的电池组，则电阻R两端的电压等于多少？
（2）若A接某电源（电源上端为正极）使铁芯中的磁感应强度B随时间变化如图乙所示，求电阻R两端的电压值并指出流经电阻R的电流方向；
（3）求（2）中t=0.35s时刻穿过线圈C的磁通量大小。
17．（1）如图1所以，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动，导体棒的另一端与金属导轨良好接触，并通过导线与电阻R构成闭合电路．当导体棒以角速度ω匀速转动时，试根据法拉第电磁感应定律，证明导体棒产生的感应电动势为．
（2）某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光，受此启发，他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，可以增强夜间骑车的安全性．
图1所示为自行车后车轮，其金属轮轴半径可以忽略，金属车轮半径r=0．4m，其间由绝缘辐条连接（绝缘辐条未画出）．车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，灯可视为纯电阻，每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变．车轮边的车架上固定有磁铁，在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T，方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域，扇形对应的圆心角θ=30°．自行车匀速前进的速度为v=8m/s（等于车轮边缘相对轴的线速度）．不计其它电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应．
①在图1所示装置中，当其中一根金属条ab进入磁场时，指出ab上感应电流的方向，并求ab中感应电流的大小；
②若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时，车轮受到的总摩擦阻力为2.0N，则后车轮转动一周，动力所做的功为多少？（忽略空气阻力，π≈3．0）
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B C B D D C A B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AC AD AB CD
三、解答题
16．（1）零；（2）0.4V，方向向下；（3）0.03Wb
17．（1）见解析；（2）①2A；②4.96J．
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每节自检
一、单选题
1． 如图所示，100匝的线圈两端M、N与一个理想电压表V相连。线圈内有方向垂直纸面向内的磁场，线圈中的磁通量按如图所示规律变化。则下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为150V，M端接电压表正接线柱 B．电压表示数为150V，N端接电压表正接线柱
C．电压表示数为50.0V，M端接电压表正接线柱 D．电压表示数为50.0V，N端接电压表正接线柱
2． A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示．在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．两导线环内所产生的感应电动势相等
B．A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势
C．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶4
D．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶1
3． 如图是某固定电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的关系图象，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4． 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（ ）
A．Ua＞Uc，金属框中无电流
B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣a
C．Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流
D．Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a
5． 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，磁场中有一导线MN与“匸”形光滑的金属框组成闭合电路，当给导线向右的初速度时，下列说法正确的是（ ）
A．电路中将有顺时针方向的电流 B．导线将做匀速直线运动
C．导线的N端相当于电源的正极 D．导线受到的安培力向左
7． 如图所示，、两个金属线圈是在同一平面内的同心圆，则下列说法不正确的是（ ）
A．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则中会产生逆时针方向的感应电流
B．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则会有收缩趋势
C．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则中会产生逆时针方向的感应电流
D．若给通入顺时针方向的电流且电流不断增大，则会有收缩趋势
8． 将多匝线圈置于磁感应强度大小随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）
A．感应电动势与线圈的匝数无关
B．通过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C．通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D．通过线圈的磁通量为0，感应电动势一定也为0
9． 有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。规定磁场方向向里为正方向，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的单匝闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为、，则为（ ）
A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定
二、多选题
11．矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态，如图甲所示．一磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度的大小B随时间t变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4 s时间内，导线框ad边所受安培力F安随时间t变化的图象(规定向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流I随时间t变化的图象(规定顺时针方向为电流的正方向)可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
12．如图甲所示，虚线左右两边分别存在垂直于纸面、方向相反、磁感应强度大小为的匀强磁场，一半径为r、由硬质导线做成的金属圆环固定在纸面内，圆心O在上。以垂直纸面向外为磁场的正方向，若左侧的磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，金属圆环的总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．在到的时间间隔内，圆环中的磁通量一直在增加
B．在到的时间间隔内，圆环中的感应电流始终沿逆时针方向
C．在时刻，圆环受到的安培力大小为
D．在时刻，圆环受到的安培力大小为
13．边长为 L 的正方形金属框在水平恒力 F 作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为 d（d>L）．已知 ab 边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有
A．产生的感应电流方向相反
B．进入磁场过程和穿出磁场过程中 a 点的电势都比 b 点的电势低
C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D．进入磁场过程和穿出磁场过程中通过导体内某一截面的电量相等
14．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，原先整个置于有界匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框沿四个不同方向匀速平移出磁场，如图所示，线框移出磁场的整个过程（ ）
A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
B．①图中流过线框的电量与v的大小无关
C．②图中线框的电功率与v的大小成正比
D．③图中磁场力对线框做的功与v2成正比
15．一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示，磁场的上边界线水平，线框的下边ab边始终水平，斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是
A．线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B．线框进入磁场过程一定是减速运动
C．线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D．线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
三、解答题
16．如图甲所示，在铁芯上绕着两个线圈A和C，线圈A两端接一电源，线圈C两端接一阻值为10Ω的电阻R。已知线圈A的匝数为11；线圈C的电阻为5Ω，匝数为7，横截面积为0.3m2.
（1）若A接的是一电动势为11V的电池组，则电阻R两端的电压等于多少？
（2）若A接某电源（电源上端为正极）使铁芯中的磁感应强度B随时间变化如图乙所示，求电阻R两端的电压值并指出流经电阻R的电流方向；
（3）求（2）中t=0.35s时刻穿过线圈C的磁通量大小。
17．（1）如图1所以，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动，导体棒的另一端与金属导轨良好接触，并通过导线与电阻R构成闭合电路．当导体棒以角速度ω匀速转动时，试根据法拉第电磁感应定律，证明导体棒产生的感应电动势为．
（2）某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光，受此启发，他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，可以增强夜间骑车的安全性．
图1所示为自行车后车轮，其金属轮轴半径可以忽略，金属车轮半径r=0．4m，其间由绝缘辐条连接（绝缘辐条未画出）．车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，灯可视为纯电阻，每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变．车轮边的车架上固定有磁铁，在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T，方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域，扇形对应的圆心角θ=30°．自行车匀速前进的速度为v=8m/s（等于车轮边缘相对轴的线速度）．不计其它电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应．
①在图1所示装置中，当其中一根金属条ab进入磁场时，指出ab上感应电流的方向，并求ab中感应电流的大小；
②若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时，车轮受到的总摩擦阻力为2.0N，则后车轮转动一周，动力所做的功为多少？（忽略空气阻力，π≈3．0）
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B C B D D C A B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AC AD AB CD
三、解答题
16．（1）零；（2）0.4V，方向向下；（3）0.03Wb
17．（1）见解析；（2）①2A；②4.96J．
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