2020-2021学年高二物理人教版选修3-2随堂检测（5）电磁感应现象的两类情况（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（5）电磁感应现象的两类情况（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 504.0KB | ||
| 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 16:30:24 | ||
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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
（5）电磁感应现象的两类情况
1.如图所示，是用同种规格的铜丝做成的两个单匝同心圆环，两环半径之比为2:3其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为( )
A.1:1，3:2 B.1:1，2:3 C.4:9，2:3 D.4:9，9:4
2.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示规律变化时，下列各图中能正确表示线圈中感生电动势E的变化情况的是( )
A. B.
C. D.
3.两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示.在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是( )
A.两导线环内所产生的感应电动势相等
B.A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势
C.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:4
D.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:1
4.穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图像分别如图中的①~④所示，下列说法正确的是( )
A.图①中，回路有感应电动势，且大小恒定不变
B.图②中，回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③中，回路在0~时间内的感应电动势是～时间内感应电动势的2倍
D.图④中，回路的感应电动势先变大后变小
5.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，从上向下看方向为顺时针方向，这可能是(? ?)
A.沿AB方向的磁场在迅速减弱 B.沿AB方向的磁场在迅速增强
C.沿BA方向的磁场在迅速增强 D.沿BA方向的磁场在迅速减弱
6.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示，则( )
A.在时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大
B.在时刻，感应电动势最大
C.在时刻，感应电动势为零
D.在0~时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
7.如图甲所示，边长为0.1 m的正方形单匝线框中存在垂直线框平面的匀强磁场，以垂直平面向里为正方向，磁场随时间变化的图像如图乙所示。已知线框单位长度的电阻为，则下列说法正确的是( )
A.0~0.2 s内，线框中感应电动势的大小为0.01 V
B.0.2~0.4 s内，线框中的感应电流沿逆时针方向
C.0~0.2 s内，流过线框的电荷量q为0.04 C
D.若磁场恒为0.1 T，当线框以的速度水平向运动时，产生的感应电流的大小为0.1 A
8.如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则线圈中产生的感应电动势的情况为( )
A.0时刻电动势最大 B.0时刻电动势为零
C.时刻磁通量的变化率等于零 D.~时间内电动势增大
9.有一根由横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成的一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径.如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化率为(k<0)，则( )
A.圆环中感应电流大小为 B.图中两点间的电势差
C.圆环中产生沿逆时针方向的感应电流 D.圆环具有扩张的趋势
答案以及解析
1.答案：A
解析：由法拉第电磁感应定律得，相同，可得；根据电阻定律，圆环的电阻为，相同，两圆环电阻之比，圆环中感应电流，由以上分析可得，故A正确.
2.答案：A
解析：在0~1 s内，根据法拉第电磁感应定律可得，，根据楞次定律，感生电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1~3 s内，磁感应强度不变，感生电动势为零；在3~5 s内根据法拉第电磁感应定律，，根据楞次定律，感生电动势的方向与图示方向相反，为负值，故A正确.
3.答案：A
解析：某一时刻穿过两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区城的磁通量，设磁场区域的面积为S，则，由，对两导线环，有，所以A正确，B错误；（为导线的横截面积），，所以，C、D错误.
4.答案：C
解析：题图①中，穿过闭合回路的磁通量不变，因此回路中没有感应电动势，故A错误；题图②中，穿过闭合回路的磁通量均匀增加，图线的斜率不变，因此回路产生的感应电动势不变，故B错误；题图③中，在0~时间内图线的斜率是~时间内斜率的2倍，所以回路在0~时间内的感应电动势是~时间内感应电动势的2倍，故C正确；题图④中，图线的斜率大小先减小后增大，故产生的感应电动势先变小后变大，故D错误.
5.答案：AC
解析：由安培定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，如果磁场方向沿AB方向，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，故A正确，B错误；如果磁场方向沿BA方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场在增强，故C正确，D错误.
6.答案：BC
解析：在时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A错误；在时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；在时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0~时间内，磁通量变化量不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误.
7.答案：AD
解析：0~0.2 s内，线框中产生的感应电动势，A正确；0.2~0.4 s内，磁场垂直线框向外且均匀增大，根据楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，B错误；线框单位长度的电阻为，则线框的总电阻，0~0.2 s内流过线框的电荷量，C错误；若磁场恒为0.1 T，当线框以速度水平向右运动时，产生的感应电流，D正确。
8.答案：ACD
解析：由于线圈面积一定，磁场变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为，0时刻磁感应强度的变化率最大，故感应电动势最大，故A正确，B错误；时刻磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故C正确；~时间内，磁通量的变化率变大，故感应电动势增大，故D正确.
9.答案：BD
解析：由法拉第电磁感应定律可知，，感应电流，故A错误；由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间的电势差为，故B正确；磁通量向里减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向沿顺时针方向，故C错误；由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的减小，圆环具有扩张的趋势，故D正确.
（5）电磁感应现象的两类情况
1.如图所示，是用同种规格的铜丝做成的两个单匝同心圆环，两环半径之比为2:3其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为( )
A.1:1，3:2 B.1:1，2:3 C.4:9，2:3 D.4:9，9:4
2.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示规律变化时，下列各图中能正确表示线圈中感生电动势E的变化情况的是( )
A. B.
C. D.
3.两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示.在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是( )
A.两导线环内所产生的感应电动势相等
B.A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势
C.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:4
D.流过两导线环的感应电流的大小之比为1:1
4.穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图像分别如图中的①~④所示，下列说法正确的是( )
A.图①中，回路有感应电动势，且大小恒定不变
B.图②中，回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③中，回路在0~时间内的感应电动势是～时间内感应电动势的2倍
D.图④中，回路的感应电动势先变大后变小
5.某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，从上向下看方向为顺时针方向，这可能是(? ?)
A.沿AB方向的磁场在迅速减弱 B.沿AB方向的磁场在迅速增强
C.沿BA方向的磁场在迅速增强 D.沿BA方向的磁场在迅速减弱
6.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图所示，则( )
A.在时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势也最大
B.在时刻，感应电动势最大
C.在时刻，感应电动势为零
D.在0~时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
7.如图甲所示，边长为0.1 m的正方形单匝线框中存在垂直线框平面的匀强磁场，以垂直平面向里为正方向，磁场随时间变化的图像如图乙所示。已知线框单位长度的电阻为，则下列说法正确的是( )
A.0~0.2 s内，线框中感应电动势的大小为0.01 V
B.0.2~0.4 s内，线框中的感应电流沿逆时针方向
C.0~0.2 s内，流过线框的电荷量q为0.04 C
D.若磁场恒为0.1 T，当线框以的速度水平向运动时，产生的感应电流的大小为0.1 A
8.如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则线圈中产生的感应电动势的情况为( )
A.0时刻电动势最大 B.0时刻电动势为零
C.时刻磁通量的变化率等于零 D.~时间内电动势增大
9.有一根由横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成的一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径.如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化率为(k<0)，则( )
A.圆环中感应电流大小为 B.图中两点间的电势差
C.圆环中产生沿逆时针方向的感应电流 D.圆环具有扩张的趋势
答案以及解析
1.答案：A
解析：由法拉第电磁感应定律得，相同，可得；根据电阻定律，圆环的电阻为，相同，两圆环电阻之比，圆环中感应电流，由以上分析可得，故A正确.
2.答案：A
解析：在0~1 s内，根据法拉第电磁感应定律可得，，根据楞次定律，感生电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1~3 s内，磁感应强度不变，感生电动势为零；在3~5 s内根据法拉第电磁感应定律，，根据楞次定律，感生电动势的方向与图示方向相反，为负值，故A正确.
3.答案：A
解析：某一时刻穿过两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区城的磁通量，设磁场区域的面积为S，则，由，对两导线环，有，所以A正确，B错误；（为导线的横截面积），，所以，C、D错误.
4.答案：C
解析：题图①中，穿过闭合回路的磁通量不变，因此回路中没有感应电动势，故A错误；题图②中，穿过闭合回路的磁通量均匀增加，图线的斜率不变，因此回路产生的感应电动势不变，故B错误；题图③中，在0~时间内图线的斜率是~时间内斜率的2倍，所以回路在0~时间内的感应电动势是~时间内感应电动势的2倍，故C正确；题图④中，图线的斜率大小先减小后增大，故产生的感应电动势先变小后变大，故D错误.
5.答案：AC
解析：由安培定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，如果磁场方向沿AB方向，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，故A正确，B错误；如果磁场方向沿BA方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场在增强，故C正确，D错误.
6.答案：BC
解析：在时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A错误；在时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；在时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0~时间内，磁通量变化量不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误.
7.答案：AD
解析：0~0.2 s内，线框中产生的感应电动势，A正确；0.2~0.4 s内，磁场垂直线框向外且均匀增大，根据楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，B错误；线框单位长度的电阻为，则线框的总电阻，0~0.2 s内流过线框的电荷量，C错误；若磁场恒为0.1 T，当线框以速度水平向右运动时，产生的感应电流，D正确。
8.答案：ACD
解析：由于线圈面积一定，磁场变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为，0时刻磁感应强度的变化率最大，故感应电动势最大，故A正确，B错误；时刻磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故C正确；~时间内，磁通量的变化率变大，故感应电动势增大，故D正确.
9.答案：BD
解析：由法拉第电磁感应定律可知，，感应电流，故A错误；由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间的电势差为，故B正确；磁通量向里减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向沿顺时针方向，故C错误；由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的减小，圆环具有扩张的趋势，故D正确.