2.2法拉第电磁感应定律同步练习（word版含答案）

2.2法拉第电磁感应定律同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．以下说法中正确的是（ ）
A．闭合电路的导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流
B．整个闭合回路从磁场中出来时，闭合回路中一定有感应电流
C．穿过闭合回路的磁通量越大，越容易产生感应电流
D．穿过闭合回路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间闭合回路中有感应电流
2．一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（　　）
A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．E1C．E1D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
3．．如图所示，闭合金属圆环从高为h的曲面左侧自由滚下，又滚上曲面右侧，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，环在运动过程中摩擦阻力不计，则下列选项错误的是( )
A．环滚上曲面右侧的高度等于h
B．环滚入曲面左侧的高度小于h
C．运动过程中环内有感应电流
D．运动过程中安培力对环一定做负功
4．如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（ ）
A． B． C． D．
5．下列说法正确的是（　　）
A．感应电动势是矢量
B．奥斯特最早发现电流的磁效应
C．穿过同一线圈的磁通量越大，感应电动势越大
D．穿过同一线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大
6．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面，金属环质量为0.2kg，在该平面上以v0=2m/s、与导线成30°角的初速度运动，最后达到稳定状态，这一过程中（　　）
A．金属框受到的安培力与运动方向相反
B．在平行于导线方向金属环做减速运动
C．金属环中最多能产生电能为0.1J
D．金属环动能减少量最多为0.4J
7．一个电阻为R、面积为S的金属环，让磁感线垂直穿过环面，在t时间内，磁感应强度的变化是△B，则通过金属环导线截面的电量与下述哪些量无关（　　）
A．时间t
B．环所围面积S
C．环的电阻值R
D．磁感应强度B的变化
8．如图所示，在ab边的中点用弹簧悬挂矩形硬质金属线框abcd，线框的下半部分处于垂直线框平面的磁场中，各处的磁感应强度B随时间t的变化情况相同，线框静止，dc边水平，弹簧的长度不变。下列描述B的大小随时间t变化的图象中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是（　　）
A．磁感应强度B竖直向上且正增强，
B．磁感应强度B竖直向下且正增强，
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，
10．如图甲、乙所示，电阻不计的足够长光滑导轨固定在水平桌面上，都处于方向垂直水平向下的匀强磁场中，现给导体棒一个向右的初速度，导体棒的最终运动状态是（　　）
A．两种情形下导体棒都静止
B．两种情形下导体棒都匀速运动
C．甲中导体棒静止，乙中导体棒向右匀速运动
D．甲中导体棒静止，乙中导体棒向左匀速运动
11．如图甲所示，U形导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。磁场的方向垂直线框平面向上，且磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在0～t1时间内，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒中电流一直增大 B．回路消耗的电功率一直增大
C．导体棒所受的安培力一直增大 D．导体棒所受的摩擦力先减小后增大
12．两个不可形变的正方形导体框a、b连成如图甲所示的回路，并固定在竖直平面（纸面）内．导体框a内固定一小圆环c，a与c在同一竖直面内，圆环c中通入如图乙所示的电流 （规定电流逆时针方向为正），导体框b的MN边处在垂直纸面向外的匀强磁场中，则匀强磁场对MN边的安培力
A．0~1s内，方向向下
B．1~3s内，方向向下
C．3~5s内，先逐渐减小后逐渐增大
D．第4s末，大小为零
13．如图所示，一匝数为10匝的闭合金属线圈，总电阻为10.0Ω，线圈面积为1.0m2，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律为B=0.5+2t（T），则（　　）
A．线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．线圈中产生的感应电动势为2V
C．线圈中的感应电流大小为2A
D．t=0.25s时线圈中消耗的电功率为10W
14．如图，在光滑的水平面上，一半径为r的金属环匀速穿过一个方向竖直向下的有界匀强磁场 （磁场宽度d > 2r）。规定金属环中感应电流沿顺时针方向为正方向，以进入磁场瞬间为计时起点，下列能表示圆环中感应电流随时间变化的图像是 （　　）
A． B． C． D．
15．无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈。下列说法正确是（　　）
A．当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B．当线圈中磁感应强度B不变时，线圈两端产生恒定电压
C．当线圈中的磁感应强度B均匀增加时，线圈两端产生电压可能变大
D．若这段时间内线圈中磁感应强度大小均匀增加，则中产生的电动势为
二、填空题（共4题）
16．闭合线圈的匝数为n，总电阻为R，在一段时间内穿过线圈的磁通量变化为△，则通过导线某一截面的电荷量为_______．
17．如图，匝数为，边长为的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为___________，此时产生的感应电动势为___________。
18．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n =100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．则线圈中的感应电流方向为______________，（选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），2s末线圈中感应电流的大小为_______________．
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．有一个面积为 S=100cm2的 500 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为 B=（5+0.4t）T，线圈电阻 r=2Ω，定 值电阻 R=8Ω，求：
（1）线圈回路中的感应电动势；
（2）a、b两点间电压 Uab．
21．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），下半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；
（2）5s内金属框产生的焦耳热；
（3）t=2s时绳子所受拉力大小。
22．如图所示，有一光滑、不计电阻且足够长的平行金属导轨，间距L＝0.5m，导轨所在的平面与水平面的倾角为37°，导轨空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场．现将一质量m＝0.2kg、电阻R＝2Ω的金属杆水平靠在导轨处，与导轨接触良好．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
（1）若磁感应强度随时间变化满足B＝4+0.5t（T），金属杆由距导轨顶部1m处释放，求至少经过多长时间释放，会获得沿斜面向上的加速度．
（2）若磁感应强度随时间变化满足 （T），t＝0时刻金属杆从离导轨顶端s0＝1m处静止释放，同时对金属杆施加一个外力，使金属杆沿导轨下滑且没有感应电流产生，求金属杆下滑5m所用的时间．
（3）若匀强磁场大小为定值，对金属杆施加一个平行于导轨向下的外力F，其大小为F＝（v+0.8）N，其中v为金属杆运动的速度，使金属杆以恒定的加速度a＝10m/s2沿导轨向下做匀加速运动，求匀强磁场磁感应强度B的大小．
23．如图所示为一宽度为L=40cm，磁感应强度B=1T的匀强磁场区域，边长为20cm的正方形导线框abcd，每边电阻相等，4个边总电阻为R=0.1Ω，沿垂直于磁场方向以速度v=0.2m/s匀速通过磁场。从ab边刚进入磁场（即ab边恰与图中左边虚线重合）开始计时到cd 边刚离开磁场（即cd边恰与图中右边虚线重合）的过程中，
（1）规定a→b→c→d→a方向作为电流的正方向，画出线框中感应电流I随时间t变化的图象；
（2）画出线框ab两端的电压Uab随时间t变化的图象．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．B
5．B
6．C
7．A
8．D
9．C
10．D
11．C
12．B
13．C
14．B
15．A
16．
17．
18． 逆时针方向 0.02A
19． 左 ＞
20．(1)2V；(2)1.6V
21．（1）0.5A；（2）2.5J；（3）3N
22．（1）30.4s; （2）s； （3）T．
23．
（1）（2）x在O-L段：线框进入磁场的时间
x在L-2L段：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，时间为
x在2L-3L段：线框穿出磁场，有
x在O-L段：线框进入磁场，根据楞次定律判断知感应电流沿逆时针方向，为负值。感应电流的大小为
ab为电源,其两端电压为路端电压，故其电势差
V
x在L-2L段：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生。ab两段的电势差
U=E
x在2L-3L段：线框穿出磁场，感应电动势
=0.04V
感应电流方向为正，大小为
此时ab两端电压为
V
则电流随时间的变化图象如下
则ab两端的电压图象如下图
答案第1页，共2页