2.2 法拉第电磁感应定律（基础）同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 2.2 法拉第电磁感应定律（基础）同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 271.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-19 05:58:08 | ||
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文档简介
高中物理选择性必修第二册第二章电磁感应
第2节 法拉第电磁感应定律（基础）
一、单项选择题
1．关于法拉第电磁感应定律的理解，下列说法错误的是（ ）
A．穿过闭合回路的磁通量为零时，感应电动势不一定为零
B．穿过闭合回路的磁通量最大时，感应电动势不一定最大
C．穿过同一闭合回路的磁通量的变化越大，感应电动势就一定越大
D．穿过同一闭合回路的磁通量的变化越快，感应电动势就一定越大
2．如图，已知某螺线管的匝数n=100，横截面积S=0.2m2，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度均匀增大，其变化率false＝8.0×102T/s，则下列说法正确的是（ ）
A．螺线管中无感应电动势产生
B．螺线管中产生的感应电动势大小保持不变，为1.6V
C．螺线管中产生的感应电动势均匀增大，每秒增加1.6V
D．螺线管中产生的感应电动势均匀减小，每秒减小1.6V
3．图中画出的是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间变化而变化的规律，下列说法错误的是（ ）
A．第0.6s末线圈中的瞬时电动势为4V
B．第0.9s末线圈中的瞬时电动势比0.2s末的大
C．第0.4s末和0.9s末的瞬时电动势的方向相同
D．第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相同
4．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）
A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变
5．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在长为L的虚线框内，边长为d的正方形闭合线圈在外力作用下由位置1匀速穿过磁场区域运动到位置2。若L>2d，则在运动过程中线圈中的感应电流随时间变化的情况可以用以下哪幅图像来描述（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20false，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（ ）
A．电阻R两端的电压为0.90V
B．导体棒b端电势高
C．回路中感应电流的大小为3.0A
D．维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N
7．如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t=2s时，线圈中的感应电流最大
B．t=4s时，线圈中的感应电流为0
C．0~2s内线圈中有逆时针方向的感应电流
D．2s~4s内线圈中的感应电流逐渐增大
8．如图，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图所示，则在0～2s内线圈中感应电流的大小和方向为（ ）
A．逐渐增大，逆时针 B．逐渐减小，顺时针
C．大小不变，顺时针 D．大小不变，先顺时针后逆时针
9．如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径false，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．A、B线圈中产生的感应电动势false：false：1
B．A、B线圈中产生的感应电动势false：false1：1
C．A、B线圈中产生的感应电流false：false：1
D．A、B线圈中产生的感应电流false：false：1
10．如图所示，在平面上相距false的两根光滑平行金属导轨false和false，他们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有最大阻值为false的滑动变阻器R，导体棒false电阻false，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度false，滑动变阻器滑片处在正中间位置，false在外力F作用下以false的速度向化匀速运动，以下判断正确的是（ ）
A．通过导体棒的电流大小为false，方向由a到b
B．导体棒受到的安培力大小为false，方向水平向右
C．外力F的功率大小为false
D．若增大滑动变阻器消耗的功率，应把滑片向M流移动
二、多项选择题
11．如图所示，一边长为a的正方形单匝线圈，线圈平面与有界匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在△t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B，在此过程中（ ）
A．线圈中产生的感应电动势为false
B．线圈中产生的感应电动势为false
C．感应电流的方向为逆时针
D．感应电流的方向为顺时针
12．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R?金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下?现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小
C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
13．如图所示，一个闭合环形线圈放在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化如图（a）所示．设在第1s内磁感线垂直于线圈平面向里，如图（b）所示．关于线圈中产生的感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．在0～2s内大小保持不变
B．在0～2s内方向保持不变
C．第1s内不断减小，第2s不断增加
D．第1s内为顺时针方向，第2s内为逆时针方向
14．矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则（ ）
A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化
B．线圈回路中产生的感应电流为0.4A
C．在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J
D．当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016N
15．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计．导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动．则金属棒运动过程中（ ）
A．金属棒中的电流方向为由N到M
B．电阻R两端的电压为BLv
C．金属棒受到的安培力大小为false
D．电阻R产生焦耳热的功率为false
三、填空题
16．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T。在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是______Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V。
17．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根L=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω。框架左端的电阻R=0.4Ω。垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T。当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=______V，ab棒两端的电势差Uab=____V，在电阻R上消耗的功率PR=_______W。
18．垂直于纸面的匀强磁场穿过边长为L、电阻为R的单匝正方向金属线框，t=0时刻的磁场方向如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示，t=t0时刻abcd回路的电流方向为_________（填“顺时针”或“逆时针”），t=2t0时刻ac边受到的安培力的方向为水平__________（填“向左”或“向右”），大小为________。
四、解答题
19．如图所示，一个圆形线圈false匝，线圈面积false，线圈电阻false，在线圈外接一个阻值为false的电阻，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如false图线所示，在false内求：
（1）线圈产生的感应电动势E；
（2）电阻R中的电流I的大小；
（3）电阻R两端的电势差false，
20．水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨足够长，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，在水平面内组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L＝0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B＝1 T，一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4 m/s的速度向右匀速运动，如果电阻R1＝0.3 Ω，R2＝0.6 Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体棒与导轨垂直且两端与导轨接触良好．求：
(1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小；
(2)导体棒PQ上感应电流的方向；
(3)导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率．
21．如图（a）所示电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻。有一电阻r=1.0Ω的金属棒PQ与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.3T。在某个水平向右的外力F的拉动下，金属棒PQ恰好以速度v=2.0m/s做匀速直线运动。设导轨足够长。求：
(1)金属棒PQ中电流I的大小，并比较P与Q那端电势高；
(2)金属棒PQ两端的电压U；
(3)若在某个时刻撤去外力F，请在图（b）中定性画出撤去外力F后导体棒PQ运动的υ-t图像。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
D
C
D
C
D
C
C
D
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AC
AD
AB
BC
AC
三、填空题
16．8×10－4 1.6×10－2 3.2
17．0.2 0.16 0.064
18．逆时针 向右 false
四、解答题
19．(1)4V (2)0.8A (3)-3.2V
【解析】
(1)由法拉第电磁感应定律：false
(2)由闭合电路欧姆定律false
(3)由欧姆定律得false
楞次定律可知电流在导体中由b→a，所以false
20．（1）（2）Q→P.（3）10W
【解析】
（1）根据法拉第电磁感应定律false，
又false，
则感应电流的大小 false
（2）根据右手定则判定电流方向 Q→P
（3）导体棒PQ匀速运动，则false，
故外力做功的功率false．
21．(1)0.06A；Q端电势高；(2)0.24V；(3)见解析
【解析】
(1)感应电动势为E感=Bdv=0.3×0.5×2.0V=0.3V
感应电流为false
因为导体棒PQ是等效电源，由右手定则可判断出感应电流方向为P→Q。在电源内部，电流由负极流向正极，Q端相当于等效电源的正极，所以Q端电势高
(2)金属棒PQ两端的电压指的是路端电压，即电阻R的电压，则U=I感R=0.06×4.0V=0.24V
(3)撤去外力F后导体棒PQ运动的v-t图像如下图所示
撤去外力F后，导体棒在安培力的作用下做减速运动，并且加速度也在减小
false
false
随着v不断减小，a不断减小，直至导体棒静止时，a=0
第2节 法拉第电磁感应定律（基础）
一、单项选择题
1．关于法拉第电磁感应定律的理解，下列说法错误的是（ ）
A．穿过闭合回路的磁通量为零时，感应电动势不一定为零
B．穿过闭合回路的磁通量最大时，感应电动势不一定最大
C．穿过同一闭合回路的磁通量的变化越大，感应电动势就一定越大
D．穿过同一闭合回路的磁通量的变化越快，感应电动势就一定越大
2．如图，已知某螺线管的匝数n=100，横截面积S=0.2m2，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度均匀增大，其变化率false＝8.0×102T/s，则下列说法正确的是（ ）
A．螺线管中无感应电动势产生
B．螺线管中产生的感应电动势大小保持不变，为1.6V
C．螺线管中产生的感应电动势均匀增大，每秒增加1.6V
D．螺线管中产生的感应电动势均匀减小，每秒减小1.6V
3．图中画出的是穿过一个单匝闭合线圈的磁通量随时间变化而变化的规律，下列说法错误的是（ ）
A．第0.6s末线圈中的瞬时电动势为4V
B．第0.9s末线圈中的瞬时电动势比0.2s末的大
C．第0.4s末和0.9s末的瞬时电动势的方向相同
D．第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相同
4．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）
A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变
5．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在长为L的虚线框内，边长为d的正方形闭合线圈在外力作用下由位置1匀速穿过磁场区域运动到位置2。若L>2d，则在运动过程中线圈中的感应电流随时间变化的情况可以用以下哪幅图像来描述（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20false，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（ ）
A．电阻R两端的电压为0.90V
B．导体棒b端电势高
C．回路中感应电流的大小为3.0A
D．维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N
7．如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t=2s时，线圈中的感应电流最大
B．t=4s时，线圈中的感应电流为0
C．0~2s内线圈中有逆时针方向的感应电流
D．2s~4s内线圈中的感应电流逐渐增大
8．如图，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图所示，则在0～2s内线圈中感应电流的大小和方向为（ ）
A．逐渐增大，逆时针 B．逐渐减小，顺时针
C．大小不变，顺时针 D．大小不变，先顺时针后逆时针
9．如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径false，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．A、B线圈中产生的感应电动势false：false：1
B．A、B线圈中产生的感应电动势false：false1：1
C．A、B线圈中产生的感应电流false：false：1
D．A、B线圈中产生的感应电流false：false：1
10．如图所示，在平面上相距false的两根光滑平行金属导轨false和false，他们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有最大阻值为false的滑动变阻器R，导体棒false电阻false，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度false，滑动变阻器滑片处在正中间位置，false在外力F作用下以false的速度向化匀速运动，以下判断正确的是（ ）
A．通过导体棒的电流大小为false，方向由a到b
B．导体棒受到的安培力大小为false，方向水平向右
C．外力F的功率大小为false
D．若增大滑动变阻器消耗的功率，应把滑片向M流移动
二、多项选择题
11．如图所示，一边长为a的正方形单匝线圈，线圈平面与有界匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在△t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B，在此过程中（ ）
A．线圈中产生的感应电动势为false
B．线圈中产生的感应电动势为false
C．感应电流的方向为逆时针
D．感应电流的方向为顺时针
12．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R?金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下?现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小
C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
13．如图所示，一个闭合环形线圈放在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化如图（a）所示．设在第1s内磁感线垂直于线圈平面向里，如图（b）所示．关于线圈中产生的感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．在0～2s内大小保持不变
B．在0～2s内方向保持不变
C．第1s内不断减小，第2s不断增加
D．第1s内为顺时针方向，第2s内为逆时针方向
14．矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则（ ）
A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化
B．线圈回路中产生的感应电流为0.4A
C．在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J
D．当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016N
15．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计．导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动．则金属棒运动过程中（ ）
A．金属棒中的电流方向为由N到M
B．电阻R两端的电压为BLv
C．金属棒受到的安培力大小为false
D．电阻R产生焦耳热的功率为false
三、填空题
16．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T。在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是______Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V。
17．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根L=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω。框架左端的电阻R=0.4Ω。垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T。当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=______V，ab棒两端的电势差Uab=____V，在电阻R上消耗的功率PR=_______W。
18．垂直于纸面的匀强磁场穿过边长为L、电阻为R的单匝正方向金属线框，t=0时刻的磁场方向如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示，t=t0时刻abcd回路的电流方向为_________（填“顺时针”或“逆时针”），t=2t0时刻ac边受到的安培力的方向为水平__________（填“向左”或“向右”），大小为________。
四、解答题
19．如图所示，一个圆形线圈false匝，线圈面积false，线圈电阻false，在线圈外接一个阻值为false的电阻，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如false图线所示，在false内求：
（1）线圈产生的感应电动势E；
（2）电阻R中的电流I的大小；
（3）电阻R两端的电势差false，
20．水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨足够长，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，在水平面内组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L＝0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B＝1 T，一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4 m/s的速度向右匀速运动，如果电阻R1＝0.3 Ω，R2＝0.6 Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体棒与导轨垂直且两端与导轨接触良好．求：
(1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小；
(2)导体棒PQ上感应电流的方向；
(3)导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率．
21．如图（a）所示电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻。有一电阻r=1.0Ω的金属棒PQ与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.3T。在某个水平向右的外力F的拉动下，金属棒PQ恰好以速度v=2.0m/s做匀速直线运动。设导轨足够长。求：
(1)金属棒PQ中电流I的大小，并比较P与Q那端电势高；
(2)金属棒PQ两端的电压U；
(3)若在某个时刻撤去外力F，请在图（b）中定性画出撤去外力F后导体棒PQ运动的υ-t图像。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
D
C
D
C
D
C
C
D
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AC
AD
AB
BC
AC
三、填空题
16．8×10－4 1.6×10－2 3.2
17．0.2 0.16 0.064
18．逆时针 向右 false
四、解答题
19．(1)4V (2)0.8A (3)-3.2V
【解析】
(1)由法拉第电磁感应定律：false
(2)由闭合电路欧姆定律false
(3)由欧姆定律得false
楞次定律可知电流在导体中由b→a，所以false
20．（1）（2）Q→P.（3）10W
【解析】
（1）根据法拉第电磁感应定律false，
又false，
则感应电流的大小 false
（2）根据右手定则判定电流方向 Q→P
（3）导体棒PQ匀速运动，则false，
故外力做功的功率false．
21．(1)0.06A；Q端电势高；(2)0.24V；(3)见解析
【解析】
(1)感应电动势为E感=Bdv=0.3×0.5×2.0V=0.3V
感应电流为false
因为导体棒PQ是等效电源，由右手定则可判断出感应电流方向为P→Q。在电源内部，电流由负极流向正极，Q端相当于等效电源的正极，所以Q端电势高
(2)金属棒PQ两端的电压指的是路端电压，即电阻R的电压，则U=I感R=0.06×4.0V=0.24V
(3)撤去外力F后导体棒PQ运动的v-t图像如下图所示
撤去外力F后，导体棒在安培力的作用下做减速运动，并且加速度也在减小
false
false
随着v不断减小，a不断减小，直至导体棒静止时，a=0