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 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 15:31:03 | ||
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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
过 关 演 练
一、单选题
1． 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
2． 如图所示，水平面上静止放置一个单匝正方形线框，边长为0.2m，总电阻为4。线框有一半处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小与时间关系为：B=（3+2t）T，若线框在t=0到t=5s一直处于静止状态，则在t=2.5s时刻，求线框所受摩擦力大小和方向（ ）
A．0.016N、右 B．0.032N、右 C．0.016N、左 D．0.032N、左
3． 如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受力，不运动
4． 如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的运动速度v随时间t的图像不可能是如图中的（ ）
A． B．
C． D．
5． 一个闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现用外力F把框架水平匀速向右拉出磁场，如图所示，设正三角形金属框架开始出磁场的时刻t＝0，则电动势E、外力F和外力的功率P随时间t的变化图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，有a、b两个闭合单匝正方形线圈，用材料和粗细均相同的导线制成，线圈边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀变化，不考虑线圈之间的相互影响，则a、b线圈中感应电流大小之比为（ ）
A．1：2 B．1：1 C．2：1 D．4：1
7． 如图所示，磁感应强度为的有界匀强磁场的宽度为，一质量为、电阻为、边长为d（dA．进、出磁场过程中电流方向不同
B．进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等
C．通过磁场的过程中产生的热量为
D．边离开磁场时的速度大小为
8． 用如图所示的电路来研究反电动势，水平金属导轨通过开关和电池相连，匀强磁场的磁感应强度B竖直向下，当开关闭合后，光滑导体棒由静止开始运动，与导轨始终接触良好，导体棒最终以垂直导棒的速度v匀速运动，电池的电动势为E，回路的总电阻始终为R，导轨的间距为L，导棒与金属导轨的夹角始终为53°，，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒两端的感应电动势的方向为a→b
B．电源的电动势与导棒速度的关系为
C．当导体棒的速度为u时，反电动势为，回路中的电流为
D．当反电动势为，回路的电流为I时，能量转化关系为
9． 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
10．如图所示，灵敏电流表与螺线管组成闭合回路。关于电流表指针偏转角度的情况，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁快速插入螺线管比缓慢插入螺线管时电流表指针偏角大
B．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减少，故电流表指针偏角一定减小
C．不管磁铁插入快慢，因为磁通量变化相同，故电流表指针偏角相同
D．磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，故电流表指针偏角最大
二、多选题
11．如图所示，用恒力将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（ ）
A．线圈中产生方向的感应电流
B．线圈向左运动做匀变速直线运动
C．线圈向左运动且加速度逐渐增大
D．线圈中感应电流逐渐增大
12．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
13．如图所示，相距L的光滑金属导轨，半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A．cd在磁场中运动时电流的方向为c→d
B．cd在磁场中做加速度减小的加速运动
C．cd在磁场中运动的过程中流过的电荷量为
D．cd在磁场中运动过程，cd上产生的焦耳热为
14．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
15．如图所示，匝数、截面积、电阻忽略的线圈内有垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为，其变化率。线圈通过导线与两根相互平行的金属导轨MN、PQ相连，导轨间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面夹角。金属棒ab垂直于导轨放置，且始终与导轨良好接触。已知金属棒的质量、电阻。当导轨平面内无磁场时，金属棒ab恰好静止在导轨上。时刻，加入垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度从0开始缓慢增大（不考虑该变化产生的感应电动势）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒与轨道间的动摩擦因数为0.75 B．线圈产生的感应电动势为
C．金属棒ab内感应电流随时间增大 D．当金属棒ab开始运动时，
三、解答题
16．如图所示，宽度为L的光滑平行金属导轨Ⅰ，左端连接阻值为的电阻，右端连接半径为r的四分之三光滑圆弧导轨，圆弧最高端与足够长且宽度为L的水平粗糙平行金属导轨Ⅱ右端对齐、上下错开。圆弧所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场，导轨Ⅱ所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端之间连接电动势为E、内阻为R的直流电源。一根质量为m、电阻为R金属杆从导轨Ⅰ上处静止释放，沿着圆弧运动到最低处时，速度大小为。金属杆经过最低处时施加外力使金属杆沿圆弧轨道做匀速圆周运动，到时立即撤去外力，金属杆进入导轨Ⅱ穿过、叠加磁场区域后，在磁场区域做加速运动，运动一段时间后达到稳定速度，运动过程中导轨Ⅱ对金属杆的摩擦力为。金属杆与导轨始终接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）金属杆滑至处时对轨道的压力；
（2）金属杆从处滑至处的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）金属杆从处运动到处的过程中，金属杆产生的焦耳热；
（4）若导轨Ⅱ所在区域的匀强磁场的磁感应强度大小可调节，求稳定速度的最大值。
17．在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下（如图所示），它们的宽度均为L。一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场时，恰好做匀速运动．
（1）当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为多大，方向如何？
（2）当ab边到达gg′与ff′的正中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则线框从开始进入上部磁场到ab边到达gg′与ff′的正中间位置的过程中，线框中产生的焦耳热为多少？（线框的ab边在运动过程中始终与磁场边界平行，不计摩擦阻力）
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 A C B A C C B A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AB BD BD AD
三、解答题
16．（1），竖直向下；（2）；（3）；（4）
17．（1）3gsinθ，方向沿斜面向上；（2）mgLsinθ＋mv2
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过 关 演 练
一、单选题
1． 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
2． 如图所示，水平面上静止放置一个单匝正方形线框，边长为0.2m，总电阻为4。线框有一半处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小与时间关系为：B=（3+2t）T，若线框在t=0到t=5s一直处于静止状态，则在t=2.5s时刻，求线框所受摩擦力大小和方向（ ）
A．0.016N、右 B．0.032N、右 C．0.016N、左 D．0.032N、左
3． 如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受力，不运动
4． 如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的运动速度v随时间t的图像不可能是如图中的（ ）
A． B．
C． D．
5． 一个闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现用外力F把框架水平匀速向右拉出磁场，如图所示，设正三角形金属框架开始出磁场的时刻t＝0，则电动势E、外力F和外力的功率P随时间t的变化图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
6． 如图所示，有a、b两个闭合单匝正方形线圈，用材料和粗细均相同的导线制成，线圈边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀变化，不考虑线圈之间的相互影响，则a、b线圈中感应电流大小之比为（ ）
A．1：2 B．1：1 C．2：1 D．4：1
7． 如图所示，磁感应强度为的有界匀强磁场的宽度为，一质量为、电阻为、边长为d（d
B．进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等
C．通过磁场的过程中产生的热量为
D．边离开磁场时的速度大小为
8． 用如图所示的电路来研究反电动势，水平金属导轨通过开关和电池相连，匀强磁场的磁感应强度B竖直向下，当开关闭合后，光滑导体棒由静止开始运动，与导轨始终接触良好，导体棒最终以垂直导棒的速度v匀速运动，电池的电动势为E，回路的总电阻始终为R，导轨的间距为L，导棒与金属导轨的夹角始终为53°，，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒两端的感应电动势的方向为a→b
B．电源的电动势与导棒速度的关系为
C．当导体棒的速度为u时，反电动势为，回路中的电流为
D．当反电动势为，回路的电流为I时，能量转化关系为
9． 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
10．如图所示，灵敏电流表与螺线管组成闭合回路。关于电流表指针偏转角度的情况，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁快速插入螺线管比缓慢插入螺线管时电流表指针偏角大
B．将磁铁从螺线管中拉出时，磁通量减少，故电流表指针偏角一定减小
C．不管磁铁插入快慢，因为磁通量变化相同，故电流表指针偏角相同
D．磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，故电流表指针偏角最大
二、多选题
11．如图所示，用恒力将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（ ）
A．线圈中产生方向的感应电流
B．线圈向左运动做匀变速直线运动
C．线圈向左运动且加速度逐渐增大
D．线圈中感应电流逐渐增大
12．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
13．如图所示，相距L的光滑金属导轨，半径为R的圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触，cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半，已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A．cd在磁场中运动时电流的方向为c→d
B．cd在磁场中做加速度减小的加速运动
C．cd在磁场中运动的过程中流过的电荷量为
D．cd在磁场中运动过程，cd上产生的焦耳热为
14．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
15．如图所示，匝数、截面积、电阻忽略的线圈内有垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为，其变化率。线圈通过导线与两根相互平行的金属导轨MN、PQ相连，导轨间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面夹角。金属棒ab垂直于导轨放置，且始终与导轨良好接触。已知金属棒的质量、电阻。当导轨平面内无磁场时，金属棒ab恰好静止在导轨上。时刻，加入垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度从0开始缓慢增大（不考虑该变化产生的感应电动势）。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒与轨道间的动摩擦因数为0.75 B．线圈产生的感应电动势为
C．金属棒ab内感应电流随时间增大 D．当金属棒ab开始运动时，
三、解答题
16．如图所示，宽度为L的光滑平行金属导轨Ⅰ，左端连接阻值为的电阻，右端连接半径为r的四分之三光滑圆弧导轨，圆弧最高端与足够长且宽度为L的水平粗糙平行金属导轨Ⅱ右端对齐、上下错开。圆弧所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场，导轨Ⅱ所在区域有磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端之间连接电动势为E、内阻为R的直流电源。一根质量为m、电阻为R金属杆从导轨Ⅰ上处静止释放，沿着圆弧运动到最低处时，速度大小为。金属杆经过最低处时施加外力使金属杆沿圆弧轨道做匀速圆周运动，到时立即撤去外力，金属杆进入导轨Ⅱ穿过、叠加磁场区域后，在磁场区域做加速运动，运动一段时间后达到稳定速度，运动过程中导轨Ⅱ对金属杆的摩擦力为。金属杆与导轨始终接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）金属杆滑至处时对轨道的压力；
（2）金属杆从处滑至处的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）金属杆从处运动到处的过程中，金属杆产生的焦耳热；
（4）若导轨Ⅱ所在区域的匀强磁场的磁感应强度大小可调节，求稳定速度的最大值。
17．在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下（如图所示），它们的宽度均为L。一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场时，恰好做匀速运动．
（1）当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为多大，方向如何？
（2）当ab边到达gg′与ff′的正中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则线框从开始进入上部磁场到ab边到达gg′与ff′的正中间位置的过程中，线框中产生的焦耳热为多少？（线框的ab边在运动过程中始终与磁场边界平行，不计摩擦阻力）
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 A C B A C C B A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AB BD BD AD
三、解答题
16．（1），竖直向下；（2）；（3）；（4）
17．（1）3gsinθ，方向沿斜面向上；（2）mgLsinθ＋mv2
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