2020-2021学年高二物理寒假自主复习作业：沪科版（2019）选择性必修第二册2.3感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律

2020-2021学年高二寒假自主复习作业：物理沪科版（2019）选择性必修第二册2.3感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．在赤道附近的操场上，三位同学用如图所示的装置研究利用地磁场发电的问题，他们把一条电线两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上形成闭合回路两个同学匀速摇动这条电线的一段，另外两位同学在灵敏电流计旁观察指针摆动情况下列说法正确的是（　　）
A．观察到感应电流大小不变
B．当电线在最低点时，观察到感应电流最大
C．为了使指针摆动明显，摇动电线的两位同学站立的方向应沿南北方向
D．为了使指针摆动明显，摇动电线的两位同学站立的方向应沿东西方向
2．如图甲所示，边长的正方形线框总电阻（在图中用等效电阻画出），整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），则下列说法中正确的是（　　）
A．回路中电流方向先沿逆时针方向再顺时针方向
B．回路中电流方向始终沿逆时针方向
C．时刻回路中的感应电动势为零
D．内线框任一边所受的安培力不变
3．如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，磁场视为匀强磁场。若在到时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是（　　）
A．c点的电势高于d点的电势
B．受电线圈中的电流随时间均匀增大
C．c、d之间的电势差为
D．受电线圈有靠近送电线圈的趋势
4．如图所示，一宽为40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20m/s，通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（电流沿逆时针绕向为正）（　　）
A．
B．
C．
D．
5．空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，一圆形硬质导线固定在纸面内，如图（甲）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（乙）所示，时刻磁场方向垂直纸面向里。取纸面内垂直连线向上为安培力的正方向，在时间内，圆形导线劣弧受到该磁场对它的安培力F随时间t的变化关系图为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接定值电阻R。金属杆ab在导轨上以速度v0水平向左匀速运动，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。该磁场区域也以速度v0匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（　　）
A．0
B．Bdv0
C．2Bdv0
D．4Bdv0
7．关于磁场的说法正确的是（　　）
A．小磁针静止时N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向
B．电流元在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零
C．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线东西放置时实验现象最明显
D．导体在磁场中做切割磁感线运动时产生动生电动势，其本质是导体中的自由电荷受到洛仑兹力作用，通过洛仑兹力对自由电荷做功实现能量的转化
8．如图所示，在纸面内有固定导线构成的回路，回路内部有垂直于线圈平面向外的匀强磁场（图中未画出），且磁场的磁感应强度随时间均匀增大，在边的正上方静止着一可自由转动的小磁针，闭合开关后（
）
A．小磁针的N极向纸面内偏转
B．小磁针不发生偏转
C．回路中产生的感应电流方向为，且电流均匀增大
D．回路中产生的感应电流方向为，且电流不变
9．下列说法中正确的是（　　）
A．感应电动势的大小与穿过闭合电路的磁通量变化率有关
B．穿过闭合电路的磁通量越大，感应电动势越大
C．穿过闭合电路的磁通量变化越大，感应电动势越大
D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流
10．如图甲所示线圈的匝数匝，横截面积，线圈总电阻，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图乙所示变化，则在开始的内，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量的变化量为
B．a、b间电压为0
C．a、b间电压为0.25V
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25A
11．在如图甲所示的电路中，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B竖直向下，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是（　　）
A．闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电
B．螺线管中产生的感应电动势为1.0V
C．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为
D．闭合S，电路中的电流稳定后，螺线管两端的电压为0.72V
12．如图甲所示，a、b为两个闭合圆形线圈，用材料相同、粗细相同的均匀导线制成，半径，两个线圈均处于垂直纸面均匀分布的磁场中，且磁感应强度B随时间t按余弦规律变化，如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，假设两线圈的距离足够远，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法中正确的是（　　）
A．t1、t2时刻两环均无扩展或收缩趋势
B．t1时刻两环中的感应电流的大小之比为
C．0~t2时间内两环中的感应电流大小均先减小后增大
D．0~t2时间内两环中的感应电流方向均先沿逆时针后沿顺时针
13．如图甲所示，线圈两端
a、b
与一电阻
R
相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t＝0
时刻起，穿过线圈的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．t0
时刻，R
中电流方向为由
b
到
a
B．t0
时刻，R
中电流方向为由
a
到
b
C．0～t0
时间内
R
的电流小于
t0～2t0
时间内
R
的电流
D．0～t0
时间内
R
的电流大于
t0～2t0
时间内
R
的电流
14．如图所示，一根长为l、横截面积为S的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，空间存在垂直纸面向里的磁场。某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B=B0-kt，
当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时（　　）
A．软导线形状如图将保持不变
B．软导线将围成什么形状无法判断
C．导线中的电流为
D．导线中自由电子定向移动的速率为
二、解答题
15．如图甲所示，N=100匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻R的电流方向；
(2)求线圈产生的感应电动势E；
(3)求ab两端的电压U。
16．如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为r，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt（k>0）。求：
(1)线框中的电流方向？（回答顺时针、逆时针）
(2)线框中的电流强度为多大？
(3)t=T时刻悬挂细线受的拉力F多大？
17．如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)求电阻R两端的电压U；
(2)若将电阻R换成一个的电容器，磁通量仍按此规律变化，求电容器上的电量q；
(3)再将电容器换成一个电动机，电动机的额定电压为18V，磁通量仍按此规律变化，此时，电动机恰正常工作，求此电动机的实际功率P。
18．如图甲所示，水平放置的线圈匝数匝，直径，电阻，线圈与阻值的电阻相连．在线圈的中心有一个直径的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。
(1)求通过电阻R的电流方向；
(2)求通过电阻R的电流；
(3)求电压表的示数。
参考答案
1．D
2．B
3．C
4．C
5．B
6．C
7．A
8．D
9．A
10．D
11．D
12．A
13．C
14．C
15．(1)a流向b；(2)5V；(3)4.8V
16．(1)
逆时针；(2)
；
(3)
17．(1)19.2V；(2)1.0×10-3C；(3)18W
18．(1)；(2)；(3)