选择性必修二2.2法拉第电磁感应定律(word版含答案)

2.2 法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．飞机在北半球的上空以速度v从东向西水平飞行，飞机机身长为a，机翼两端点的距离为b。该空间地磁场的磁感应强度的竖直分量为，水平分量为。设驾驶员左侧机翼的端点为C，右侧机翼的端点为D，两点间的电压为U，则（　　）
A．，且C点电势高于D点电势
B．，且C点电势低于D点电势
C．，且C点电势高于D点电势
D．，且C点电势低于D点电势
2．如图一节干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁的N极吸附在电池的底部，磁铁的S极放置在桌面上，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表而保持良好接触，这就组成了一个“简易电动机”。放手后线框就会转动起来，则该“简易电动机”（　　）
A．从上往下看，逆时针旋转
B．转动过程中只有①②两条边受到安培力作用
C．获得的电能全部转化为线框转动的机械能
D．流过线框的电流大小会随转动速度的变化而变化
3．如图所示，间距为d的甲、乙两块水平金属板与一个匝数未知的线圈用导线连接，两板间有一台压力测量仪，在其水平表面静置一个质量为m、带电量为q的小球。线圈中无磁场，甲、乙板间无电场时，测量仪有示数；当线圈中存在方向竖直向下、磁通量变化率为k（k为常数）的磁场B时，测量仪示数变为原来的2倍。小球电荷量保持不变、重力加速度为g，线圈的电阻不计，则（　　）
A．小球一定带正电
B．线圈的匝数为
C．在线圈中磁场B增大过程，甲极板电势低于乙极板电势
D．在线圈中磁场B减小过程，甲、乙极板电势相等
4．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
5．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
6．如图所示，在水平面内固定两条足够长的平行金属导轨，间距为d，右端接有内阻为的电动机。导轨所在空间充满竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、阻值为r的导体棒以速度v沿导轨方向向左匀速运动，电路中的电流为I，电动机正常转动，不计导轨电阻，则（　　）
A．导体棒两端的电压为 B．电动机两端的电压为
C．电动机的输入功率为 D．电动机的输出功率为
7．下列说法正确的是（　　）
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通密度的单位定义为韦伯
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．伽利略制造出了人类历史上的第一台发电机
D．安培发现了法拉第电磁感应定律
8．如图为“天宫一号”空间站与地球的合照。假设“天官一号”空间站正以v=7.7km/s的速度绕地球自西向东做匀速圆周运动，太阳帆板MN处于竖直方向且与运行速度方向垂直，M、N两点间距离L=40m，此时太阳能帆板处地磁场的磁感应强度垂直于MN与速度所在的平面分量B=1.0×10-5T，将太阳帆板视为导体，下列说法正确的是（　　）
A．M点电势高于N点电势，MN间感应电动势的大小E=3.08V
B．N点电势高于M点电势，MN间感应电动势的大小E=3.08V
C．M点电势高于N点电势，MN间感应电动势的大小E=1.54V
D．N点电势高于M点电势，MN间感应电动势的大小E=1.54V
9．如图所示为一"凸形"线框，其中，。线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为L的有界匀强磁场。取逆时针方向的电流为正，图示时刻。则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中，正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图甲所示，线圈、绕在同一软铁芯上，若线圈中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈中产生的感应电流与时间t的关系图线，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．根据法拉第电磁感应定律，如果某一闭合的10匝线圈，通过它的磁通量在0.1s内从增加到，则线圈产生的感应电动势大小为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示为一个无线充电器，右侧是一个可以辐射电磁场的线圈，逆时针绕向，左侧是配套的模块化接口电路，它能把直流电变成高频交流电。手机背部安装有受电线圈，当正对送电线圈放上去时就实现了给手机充电的功能，其工作原理与变压器类似。图中最内侧线圈中间黑色Ⅰ区域为线圈中心区域，Ⅱ区域为环状绕线区域，若某时刻电流恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．当送电线圈通顺时针方向的电流时，其中心区域的磁场方向垂直纸面向里
B．在中心区域的白点处垂直线圈放一根较短的通电导线，它会受到安培力的作用
C．送电线圈Ⅰ区域的磁场比Ⅱ区域的磁场弱
D．当图中送电线圈的电流增加时，受电电流一定增加
13．为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论不正确的是（　　）
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应
B．脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象
C．若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
14．闭合回路中的磁通量随时间t变化的图像分别如①②③④所示，关于回路中产生的感应电动势的下列说法正确的是（ ）
A．图①的回路中感应电动势恒定不变
B．图②的回路中感应电动势变大
C．图③的回路中时间内的感应电动势大于时间内的感应电动势
D．图④的回路中感应电动势先变大再变小
15．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则（　　）
A．线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．线框先有扩张趋势后有收缩趋势
C．线框中感应电流先减小后增大
D．线框受到的静摩擦力方向始终向左
二、填空题
16．如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左右两侧存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反，圆环的电阻为2R，一根长度为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒MN与圆环始终接触良好，则金属棒中电流方向为_________（选填“由N到M”或“由M到N”）；圆环消耗的电功率是________（选填“变化的”或“不变的”）；MN中电流的大小为_______；MN两端的电压大小为________金属棒MN旋转一周的过程中，电路中产生的热量为______。
17．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m，一正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。由图可以判定导线框运动的速度的大小为___________，磁感应强度的大小为___________。
18．如图，纸面内有一矩形线圈abcd，匝数 =100匝，有界匀强磁场垂直纸面向里，现用外力将线框拉入磁场中，经过时间0.4 ，线圈恰好全部进入磁场，穿过线框的磁通量由0变为0.2wb，在线框进入磁场的过程中，磁通量的变化量是_____，线圈中产生的感应电动势为_____．
三、解答题
19．如图所示，单匝线圈平面与水平方向夹角θ＝，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，线圈电阻，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则
（1）穿过线圈的磁通量Φ为多少？
（2）把线圈以cd为轴顺时针转过 角的过程中，产生的感应电流方向？（用图中字母表示）
（3）在（2）过程中通过线圈磁通量的变化量为多少？
（4）在（2）过程中通过导线横截面的电荷量为多少？

20．2019年是中华人民共和国成立七十周年，10月1日上午，北京天安门广场将举行盛大的阅兵式。我国第五代战斗机“歼-20”届时将在天安门上空沿水平方向自东向西飞过。已知该机型机长20.3m、翼展13m，最大飞行速度950m/s。若北京地区地磁场竖直分量为4.5×10-5T，“歼-20”在阅兵中以200m/s速度飞行，求：阅兵飞行中“歼-20”两翼间的电势差E；
21．将一根阻值的导线弯成一个n=10匝圆形线圈，放置在磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，如图甲所示，此时线圈的面积，现同时向两侧拉动线圈，使线圈的面积在时间内减小为原来的一半，如图乙所示。在上述变化过程中，求：
(1)用楞次定律分析产生的感应电流方向（写出分析步骤、过程）；
(2)线圈中感应电动势的平均值；
(3)通过导线横截面的电荷量。
22．如何从能量守恒定律的角度去认识闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．C
5．A
6．D
7．B
8．A
9．B
10．D
11．A
12．A
13．C
14．C
15．B
16． 由M到N 不变
17． 0.5m/s 0.2T
18． 0.2Wb 50V
19．（1）0.12Wb；（2）电流方向abcda；（3）0.36Wb；（4）0.09C
20．
21．(1)见解析；(2)；(3)
22．见解析
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页