第2节法拉第电磁感应定律 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2节法拉第电磁感应定律 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 11:26:27 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律
挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示，两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内，相距l。磁感应强度大小为B的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面向下。两根质量均为m、电阻均为r的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好，开始时两杆均静止。已知b杆光滑，a杆与导轨间最大静摩擦力大小为F0.现对b杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙所示规律变化的水平外力F，已知在t1时刻，a杆开始运动，此时拉力大小为F1，下列说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A．当a杆开始运动时，b杆的速度大小为
B．在0~t1这段时间内，b杆所受安培力的冲量大小为
C．在t1~t2这段时间内，a、b杆的总动量增加了
D．a、b两杆最终速度将恒定，且两杆速度大小之差等于t1时刻b杆速度大小
2． 如图所示，两个半径均为r的半圆形线圈，分别以、为轴，以角速度匀速转动。左侧有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，右侧线圈始终处在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知开关S接1时，灯泡正常发光，消耗的电功率为P，灯泡不会被烧坏且阻值恒定。则（ ）
A．开关S接2时，灯泡中的电流方向不变
B．开关S接1或2时，灯泡两端电压的最大值相同
C．开关S接2时，灯泡消耗的电功率为2P
D．仅左侧线圈转速加倍，开关S接1和2时灯泡的平均功率相同
3． 如图所示，在均匀分布的磁场中，放置一个闭合的匝数为n的线圈，线圈面积为S，线圈平面与磁场方向垂直。下列说法正确的是（ ）
A．若磁感应强度大小为B，则穿过线圈的磁通量为nBS
B．磁感应强度越大线圈中产生的感应电动势越大
C．磁感应强度变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
D．磁感应强度变化越大，线圈中产生的感应电动势越大
4． 如图，一线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k（k>0且为常量），磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。下列说法正确的是（ ）
A．电容器下极板带正电
B．此线圈的热功率为
C．电容器所带电荷量为
D．电容器所带电荷量为
5． 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小从B0开始在Δt时间内均匀减小到零。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，Δt应为（ ）
A． B． C． D．
6． 下列说法正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．磁感应强度的定义式，但B与F、I、l的变化无关
C．磁通量既有大小又有方向，所以是矢量
D．导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大
7． 如图所示，U形金属框架竖直放置在绝缘地面上，框架的上端接有一电容器C，金属框架处于水平方向的匀强磁场中。将一电阻为R的金属棒MN从一定高度处由静止释放，下落过程中金属棒方向始终平行于地面，且与金属框架接触良好。忽略金属棒与金属框架之间的摩擦，在金属棒由静止开始下落的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．电容器左侧极板将带上正电荷
B．金属棒下落过程中可能匀速运动
C．金属棒克服安培力所做的功等于金属棒生的热
D．金属棒克服安培力所做的功等于金属棒机械能的损失
8． 如图所示，有一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。一边长为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a→b→c→d→a的感应电流为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9． 有一个半径为、共计100匝的圆形线圈处在磁感应强度为的匀强磁场中，初始时线圈平面与磁场垂直，现把线圈平面旋转，则在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量大小约为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是（ ）
A．P=2mgvsinθ
B．P=3mgvsinθ
C．当导体棒速度达到时加速度大小为gsinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
二、多选题
11．如图所示，左端接有阻值为R的定值电阻且足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中，一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上静止，导轨的电阻不计。某时刻给导体棒ab一个水平向右的瞬时冲量I，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程中（ ）
A．导体棒做匀减速直线运动直至停止运动
B．电阻R上产生的焦耳热为
C．通过导体棒ab横截面的电荷量为
D．导体棒ab运动的位移为
12．固定的矩形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度随时间变化的规律如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。规定顺时针方向为电流的正方向、向左为安培力的正方向，在内，导线框中的电流及导线框的边所受安培力随时间变化的图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
13．如图甲所示，为位于竖直平面内的矩形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，和为匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为S，并与线框的边平行，磁场方向与线框平面垂直。现让金属线框从距的某一高度处静止开始下落，图乙是金属线框从开始下落到完全穿过匀强磁场区域的图像（其中、、相互平行，与横轴平行）。金属线框的质量为m、电阻为R，其边长为L ，边长为，当地的重力加速度为g，下落过程中边始终水平，不计空气阻力，根据题中所给条件，下列说法正确的是（ ）
A．从到过程，线框感应电动势逐渐减小
B．从到过程，线框产生的焦耳热一定小于
C．线框在时刻的速度可能小于
D．若线框从更高处静止释放，则线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量将增大
14．如图所示，在匀强磁场中有两条相互平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两个可沿导轨向同一方向自由移动的金属棒、，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒运动的速度大小分别是、，若回路中有感应电流产生，则两金属棒速度的大小关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内，下列说法正确的是（ ）
A．线圈a端的电势比线圈b端的电势高
B．通过线圈的磁通量的变化量为
C．线圈ab两端的电势差Uab恒为
D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为
三、解答题
16．如图所示，OAC为固定在水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有阻值R=5Ω的短电阻丝（图中用粗线表示），导轨其它部分电阻不计。导轨OAC的形状满足（单位：m），匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度B=0.1T。一足够长、阻值不计的金属棒ab在水平外力F作用下，t=0时刻以水平向右的恒定速度v=2m/s从导轨上O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直。
（1）写出滑动过程中外力F与时间t的关系；
（2）求整个回路的发热功率P=0.2W时所对应的时刻t。
17．如图所示，宽度为2L的水平光滑金属轨道与宽度为L、倾角为的倾斜光滑金属轨道相连，在水平轨道的右端连接一个双刀双掷开关和两个电阻都是R的定值电阻，1、2之间为绝缘手柄，当双刀双掷开关接向3、4端时，两轨道相通，当开关接向5、6端时，两轨道断开。初始时开关先接3、4端，在水平轨道上有竖直向上的匀强磁场，在倾斜轨道上有垂直轨道平面斜向上的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。现将质量均为m、电阻均为R、长分别为L和2L的导体棒与放在倾斜轨道和水平轨道上，两轨道均足够长，将两导体棒同时由静止释放，经时间，两导体棒开始做匀加速直线运动，重力加速度为g，轨道电阻不计。
（1）求时两导体棒的加速度大小；
（2）求时两导体棒的速度大小；
（3）若在时将双刀双掷开关接到5、6端，未脱离倾斜轨道，求此后向左运动的最大距离及再次稳定运动后的电功率。
2021-2022学年鲁科版（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 D B C D C B D C D A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 CD AD AB ABD AD
三、解答题
16．（1）；（2）或
17．（1）；（2）；（3）；
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挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示，两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内，相距l。磁感应强度大小为B的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面向下。两根质量均为m、电阻均为r的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好，开始时两杆均静止。已知b杆光滑，a杆与导轨间最大静摩擦力大小为F0.现对b杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙所示规律变化的水平外力F，已知在t1时刻，a杆开始运动，此时拉力大小为F1，下列说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A．当a杆开始运动时，b杆的速度大小为
B．在0~t1这段时间内，b杆所受安培力的冲量大小为
C．在t1~t2这段时间内，a、b杆的总动量增加了
D．a、b两杆最终速度将恒定，且两杆速度大小之差等于t1时刻b杆速度大小
2． 如图所示，两个半径均为r的半圆形线圈，分别以、为轴，以角速度匀速转动。左侧有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，右侧线圈始终处在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知开关S接1时，灯泡正常发光，消耗的电功率为P，灯泡不会被烧坏且阻值恒定。则（ ）
A．开关S接2时，灯泡中的电流方向不变
B．开关S接1或2时，灯泡两端电压的最大值相同
C．开关S接2时，灯泡消耗的电功率为2P
D．仅左侧线圈转速加倍，开关S接1和2时灯泡的平均功率相同
3． 如图所示，在均匀分布的磁场中，放置一个闭合的匝数为n的线圈，线圈面积为S，线圈平面与磁场方向垂直。下列说法正确的是（ ）
A．若磁感应强度大小为B，则穿过线圈的磁通量为nBS
B．磁感应强度越大线圈中产生的感应电动势越大
C．磁感应强度变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
D．磁感应强度变化越大，线圈中产生的感应电动势越大
4． 如图，一线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k（k>0且为常量），磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。下列说法正确的是（ ）
A．电容器下极板带正电
B．此线圈的热功率为
C．电容器所带电荷量为
D．电容器所带电荷量为
5． 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小从B0开始在Δt时间内均匀减小到零。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，Δt应为（ ）
A． B． C． D．
6． 下列说法正确的是（ ）
A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．磁感应强度的定义式，但B与F、I、l的变化无关
C．磁通量既有大小又有方向，所以是矢量
D．导体棒在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势一定越大
7． 如图所示，U形金属框架竖直放置在绝缘地面上，框架的上端接有一电容器C，金属框架处于水平方向的匀强磁场中。将一电阻为R的金属棒MN从一定高度处由静止释放，下落过程中金属棒方向始终平行于地面，且与金属框架接触良好。忽略金属棒与金属框架之间的摩擦，在金属棒由静止开始下落的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．电容器左侧极板将带上正电荷
B．金属棒下落过程中可能匀速运动
C．金属棒克服安培力所做的功等于金属棒生的热
D．金属棒克服安培力所做的功等于金属棒机械能的损失
8． 如图所示，有一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。一边长为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a→b→c→d→a的感应电流为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9． 有一个半径为、共计100匝的圆形线圈处在磁感应强度为的匀强磁场中，初始时线圈平面与磁场垂直，现把线圈平面旋转，则在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量大小约为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是（ ）
A．P=2mgvsinθ
B．P=3mgvsinθ
C．当导体棒速度达到时加速度大小为gsinθ
D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
二、多选题
11．如图所示，左端接有阻值为R的定值电阻且足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中，一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上静止，导轨的电阻不计。某时刻给导体棒ab一个水平向右的瞬时冲量I，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程中（ ）
A．导体棒做匀减速直线运动直至停止运动
B．电阻R上产生的焦耳热为
C．通过导体棒ab横截面的电荷量为
D．导体棒ab运动的位移为
12．固定的矩形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度随时间变化的规律如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。规定顺时针方向为电流的正方向、向左为安培力的正方向，在内，导线框中的电流及导线框的边所受安培力随时间变化的图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
13．如图甲所示，为位于竖直平面内的矩形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，和为匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为S，并与线框的边平行，磁场方向与线框平面垂直。现让金属线框从距的某一高度处静止开始下落，图乙是金属线框从开始下落到完全穿过匀强磁场区域的图像（其中、、相互平行，与横轴平行）。金属线框的质量为m、电阻为R，其边长为L ，边长为，当地的重力加速度为g，下落过程中边始终水平，不计空气阻力，根据题中所给条件，下列说法正确的是（ ）
A．从到过程，线框感应电动势逐渐减小
B．从到过程，线框产生的焦耳热一定小于
C．线框在时刻的速度可能小于
D．若线框从更高处静止释放，则线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量将增大
14．如图所示，在匀强磁场中有两条相互平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两个可沿导轨向同一方向自由移动的金属棒、，运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒运动的速度大小分别是、，若回路中有感应电流产生，则两金属棒速度的大小关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内，下列说法正确的是（ ）
A．线圈a端的电势比线圈b端的电势高
B．通过线圈的磁通量的变化量为
C．线圈ab两端的电势差Uab恒为
D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为
三、解答题
16．如图所示，OAC为固定在水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有阻值R=5Ω的短电阻丝（图中用粗线表示），导轨其它部分电阻不计。导轨OAC的形状满足（单位：m），匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度B=0.1T。一足够长、阻值不计的金属棒ab在水平外力F作用下，t=0时刻以水平向右的恒定速度v=2m/s从导轨上O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直。
（1）写出滑动过程中外力F与时间t的关系；
（2）求整个回路的发热功率P=0.2W时所对应的时刻t。
17．如图所示，宽度为2L的水平光滑金属轨道与宽度为L、倾角为的倾斜光滑金属轨道相连，在水平轨道的右端连接一个双刀双掷开关和两个电阻都是R的定值电阻，1、2之间为绝缘手柄，当双刀双掷开关接向3、4端时，两轨道相通，当开关接向5、6端时，两轨道断开。初始时开关先接3、4端，在水平轨道上有竖直向上的匀强磁场，在倾斜轨道上有垂直轨道平面斜向上的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。现将质量均为m、电阻均为R、长分别为L和2L的导体棒与放在倾斜轨道和水平轨道上，两轨道均足够长，将两导体棒同时由静止释放，经时间，两导体棒开始做匀加速直线运动，重力加速度为g，轨道电阻不计。
（1）求时两导体棒的加速度大小；
（2）求时两导体棒的速度大小；
（3）若在时将双刀双掷开关接到5、6端，未脱离倾斜轨道，求此后向左运动的最大距离及再次稳定运动后的电功率。
2021-2022学年鲁科版（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 D B C D C B D C D A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 CD AD AB ABD AD
三、解答题
16．（1）；（2）或
17．（1）；（2）；（3）；
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