2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测（4）法拉第电磁感应定律（含解析）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测（4）法拉第电磁感应定律（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 363.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-19 16:29:08 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测
（4）法拉第电磁感应定律
1.关于线圈中产生的感应电动势，下列说法中正确的是( )
A.线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量减小得越快，线圈中产生的感应电动势一定越大
2.如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕过圆心O点的轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
A.由c到d， B.由d到c，
C.由c到d， D.由d到c，
3.如图所示，处在匀强磁场中的线圈，匝数为n，面积为S，磁场方向平行于线圈轴线向右.若在时间内，磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差( )
A.恒为 B.从0均匀变化到
C.恒为 D.从0均匀变化到
4.如图所示，直角三角形金属框放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于边向上.两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )
A.电压表有读数，电流表没有读数 B.电压表有读数，电流表也有读数
C.电压表没有读数，电流表有读数 D.电压表没有读数，电流表也没有读数
5.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以垂直于棒的水平速度抛出，设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是( )
A.保持不变 B.越来越小 C.越来越大 D.无法判断
6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于竖直方向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
7.如图，直角三角形金属框放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于边向上。当金属框绕边以角速度ω逆时针转动时，三点的电势分别为。已知边的长度为l。下列判断正确的是( )
A.，金属框中无电流
B.，金属框中电流方向沿
C.，金属框中无电流
D.，金属框中电流方向沿
8.如图所示，是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，间接有一阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计轨导电阻，则( )
A.通过电阻R的电流方向为
B.a端电势比b端高
C.两点间电压为
D.外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
9.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外.一个边长也为a的等边三角形导线框架正好与上述磁场区域的边界重合，当它以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动时，框架中产生感应电动势，若经框架转到图中的虚线位置，则在时间内( )
A.框架产生的平均感应电动势大小等于
B.框架产生的平均感应电动势大小等于
C.框架沿顺时针方向转动时，感应电流方向为
D.框架沿逆时针方向转动时，感应电流方向为
答案以及解析
1.答案：D
解析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即与磁通量变化快慢有关，与磁通量大小和磁通量的变化量无关，故A、B、C错误；线圈中磁通量减小得越快，磁通量的变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大，故D选项正确.
2.答案：D
解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势，由欧姆定律得，通过电阻R的电流；圆盘相当于电源，由右手定则判断可知，电流方向为由边缘指向圆心，所以电阻R中的电流方向为由d到c，选项D正确.
3.答案：C
解析：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向(从右侧看)，故，即有，故C选项正确.
4.答案：D
解析：导体棒做切割磁感线运动，产生感应电动势，但穿过直角三角形金属框回路的磁通量没有发生变化，恒为0，所以金属框中无电流，电压表和电流表都没有读数，故D正确，A、B、C错误.
5.答案：A
解析：金属棒做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，等于.由感应电动势公式，是垂直于磁感线方向的分速度，即平抛运动的水平分速度，等于，则感应电动势，均不变，则感应电动势大小保持不变.故A正确，B、C、D错误.
6.答案：AB
解析：由法拉第电磁感应定律可得，角速度恒定，感应电流恒定，故A项正确；由右手定则判断可知，圆盘顺时针转动时，电流由a流向b，故B项正确；感应电流方向只与圆盘转动方向有关，与角速度大小无关，故C项错误；圆盘角速度变为原来的2倍，感应电流变为原来的2倍，由得，热功率为原来的4倍，故D项错误；
综上所述，本题正确答案为AB
7.答案：C
解析：在三角形金属框内，有两边切割磁感线，其一为边，根据可得:电动势大小为；其二为边，边有效的切割长度为l，根据，可得:电动势大小也为；由右手定则可知:金属框内无电流，且，选项A、B错误；，选项C正确，选项D错误。
8.答案：B
解析：金属棒匀速向右运动切割磁感线产生感应电动势和感应电流，根据右手定则，判断感应电流的方向为由b到a，金属棒产生的感应电动势为，金属棒本身相当于电源，a为正极，b为负极，a端电势比b端高，通过电阻R的电流方向为，A错误，B正确；电阻的阻值为R，金属棒的阻值为，所以两点间电压为，C错误；根据能量守恒定律，外力F做的功转化为电能，再通过电阻R和金属棒转化为焦耳热，D错误.
9.答案：AC
解析：根据对称性可知，图中实线和虚线构成的两等边三角形所围的小三角形为等边三角形，小三角形的边长为，小三角形高为，则小三角形的面积为，根据法拉第电磁感应定律可得，，联立解得，A正确，B错误；当框架沿顺时针方向转动时，穿过框架的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向为，C正确；当框架沿逆时针方向转动时，穿过框架的磁通量也减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向仍为，D错误.
（4）法拉第电磁感应定律
1.关于线圈中产生的感应电动势，下列说法中正确的是( )
A.线圈中磁通量的变化量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量减小得越快，线圈中产生的感应电动势一定越大
2.如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场(磁感应强度为B)中，绕过圆心O点的轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
A.由c到d， B.由d到c，
C.由c到d， D.由d到c，
3.如图所示，处在匀强磁场中的线圈，匝数为n，面积为S，磁场方向平行于线圈轴线向右.若在时间内，磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差( )
A.恒为 B.从0均匀变化到
C.恒为 D.从0均匀变化到
4.如图所示，直角三角形金属框放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于边向上.两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )
A.电压表有读数，电流表没有读数 B.电压表有读数，电流表也有读数
C.电压表没有读数，电流表有读数 D.电压表没有读数，电流表也没有读数
5.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以垂直于棒的水平速度抛出，设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是( )
A.保持不变 B.越来越小 C.越来越大 D.无法判断
6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于竖直方向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
7.如图，直角三角形金属框放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于边向上。当金属框绕边以角速度ω逆时针转动时，三点的电势分别为。已知边的长度为l。下列判断正确的是( )
A.，金属框中无电流
B.，金属框中电流方向沿
C.，金属框中无电流
D.，金属框中电流方向沿
8.如图所示，是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，间接有一阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计轨导电阻，则( )
A.通过电阻R的电流方向为
B.a端电势比b端高
C.两点间电压为
D.外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
9.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外.一个边长也为a的等边三角形导线框架正好与上述磁场区域的边界重合，当它以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动时，框架中产生感应电动势，若经框架转到图中的虚线位置，则在时间内( )
A.框架产生的平均感应电动势大小等于
B.框架产生的平均感应电动势大小等于
C.框架沿顺时针方向转动时，感应电流方向为
D.框架沿逆时针方向转动时，感应电流方向为
答案以及解析
1.答案：D
解析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即与磁通量变化快慢有关，与磁通量大小和磁通量的变化量无关，故A、B、C错误；线圈中磁通量减小得越快，磁通量的变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大，故D选项正确.
2.答案：D
解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势，由欧姆定律得，通过电阻R的电流；圆盘相当于电源，由右手定则判断可知，电流方向为由边缘指向圆心，所以电阻R中的电流方向为由d到c，选项D正确.
3.答案：C
解析：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向(从右侧看)，故，即有，故C选项正确.
4.答案：D
解析：导体棒做切割磁感线运动，产生感应电动势，但穿过直角三角形金属框回路的磁通量没有发生变化，恒为0，所以金属框中无电流，电压表和电流表都没有读数，故D正确，A、B、C错误.
5.答案：A
解析：金属棒做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，等于.由感应电动势公式，是垂直于磁感线方向的分速度，即平抛运动的水平分速度，等于，则感应电动势，均不变，则感应电动势大小保持不变.故A正确，B、C、D错误.
6.答案：AB
解析：由法拉第电磁感应定律可得，角速度恒定，感应电流恒定，故A项正确；由右手定则判断可知，圆盘顺时针转动时，电流由a流向b，故B项正确；感应电流方向只与圆盘转动方向有关，与角速度大小无关，故C项错误；圆盘角速度变为原来的2倍，感应电流变为原来的2倍，由得，热功率为原来的4倍，故D项错误；
综上所述，本题正确答案为AB
7.答案：C
解析：在三角形金属框内，有两边切割磁感线，其一为边，根据可得:电动势大小为；其二为边，边有效的切割长度为l，根据，可得:电动势大小也为；由右手定则可知:金属框内无电流，且，选项A、B错误；，选项C正确，选项D错误。
8.答案：B
解析：金属棒匀速向右运动切割磁感线产生感应电动势和感应电流，根据右手定则，判断感应电流的方向为由b到a，金属棒产生的感应电动势为，金属棒本身相当于电源，a为正极，b为负极，a端电势比b端高，通过电阻R的电流方向为，A错误，B正确；电阻的阻值为R，金属棒的阻值为，所以两点间电压为，C错误；根据能量守恒定律，外力F做的功转化为电能，再通过电阻R和金属棒转化为焦耳热，D错误.
9.答案：AC
解析：根据对称性可知，图中实线和虚线构成的两等边三角形所围的小三角形为等边三角形，小三角形的边长为，小三角形高为，则小三角形的面积为，根据法拉第电磁感应定律可得，，联立解得，A正确，B错误；当框架沿顺时针方向转动时，穿过框架的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向为，C正确；当框架沿逆时针方向转动时，穿过框架的磁通量也减少，根据楞次定律可知，感应电流的方向仍为，D错误.