（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册2.2 法拉第电磁感应定律检测.docx

1、2.2 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 一、单选题 1.关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是? A.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 B.线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大 C.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大 D.线圈所在处磁感应强度越大，产生的感应电动势一定越大 2.一个单匝线圈的磁通量始终为每秒钟均匀地增加 2Wb，则? A.线圈中的感应电动势每秒钟增加 2V B.线圈中的感应电动势每秒钟减少 2V C.线圈中的感应电动势始终为 2V D.线圈中不产生感应电动势 3.如图所示，圆环 a 和圆环 b 半径之比为 2 ? 1，两环用同样粗细的、同

2、种材料的导线连成闭合回 路，连接两圆环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在 a 环单独置于磁场中 和 b 环单独置于磁场中两种情况下，M、N 两点的电势差之比为? A.1 ? 2B.2 ? 1C.1 ? ?D.? ? 1 ?.如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有间距为 d 的两平行金属导轨，两导轨间连接一阻 值为 R 的电阻，磁场方向垂直于平行导轨所在平面。一根长直金属棒与导轨成 ?角放置，且 接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度 v 沿金属导轨滑行时，其它电阻不计，电阻 R 中 的电流强度为? A. ?th ?sin? ? B. ?th ? C. ?thsin? ?

3、 ? D. ?thcos? ? ? 5.如图所示，闭合矩形线框 abcd 位于磁感应强度为 B 的有界匀强磁场中，线框平面与磁场垂直， ab 边和 bc 边的边长分别为?1和?2。若把线框匀速拉出磁场所用时间为? ?，则通过导线框截面 的电荷量是? A. ?1?2 ? B. ?1?2 ? C. ?1?2 ? D.?1?2 ?.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环 a、b，磁场方向与圆环 所在平面垂直。磁感应强度 B 随时间均匀增大。两圆环半径之 比为 2：1，圆环中产生的感应电动势分别为?和?。不考虑两 圆环间的相互影响。下列说法正确的是? A.?：? ?：1，感应电流均沿逆时针方向 B.?：?

4、 ?：1，感应电流均沿顺时针方向 C.?：? 2：1，感应电流均沿逆时针方向 D.?：? 2：1，感应电流均沿顺时针方向 7.如图所示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为 n，面积为 S，若在?1到?2时间 内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由?1均匀增加到?2，则该段时 间线圈两端 a 和 b 之间的电势差?1? ?2? A.恒为 ?2?1? ?2?1? B.从 0 均匀变化到 ?2?1? ?2?1? C.恒为? ?2?1? ?2?1? D.从 0 均匀变化到? ?2?1? ?2?1? 8.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

5、 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 b 到 aB.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 二、多选题 9.一个 N 匝圆形线圈，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面与磁感应强度方向成 3?角， 磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的 是? A.只将线圈匝数增加一倍 B.只将线圈面积增加一倍 C.只将线圈半径增加一倍 D.只将线圈平面转至跟

6、磁感线垂直的位置 1. 空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图?中虚线 MN 所示，一 硬质细导线的电阻率为?、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环固定在纸面内，圆心 O 在 MN 上。? ? 时磁感应强度的方向如图?所示。磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图? 所示，则在 ? ? 到 ? ? ?1的时间间隔内? A.圆环所受安培力的方向始终不变 B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C.圆环中的感应电流大小为 ? ? D.圆环中的感应电动势大小为 ?2 ? 11. 如图?，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线

7、PQ 中通有 正弦交流电 ， 的变化如图?所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向。导线框 R 中的感应电动势 ? A.在 ? ? ? ?时为零 B.在 ? ? ? 2时改变方向 C.在 ? ? ? 2时最大，且沿顺时针方向 D.在 ? ? ? 时最大，且沿顺时针方向 12. 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 .1?m、 总电阻为 .5? 的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图?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?所 示?感应电流的方向为顺时针时，感应电动势

8、取正?。下列说法正确的是? A.磁感应强度的大小为 .5?T B.导线框运动速度的大小为 .5?m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在 ? ? .?s 至 ? ? .?s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为 .1?N 13. 如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为?，导轨电阻忽略不计。虚线 ab、 cd 均与导轨垂直，在 ab 与 cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的 导体棒 PQ、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知 PQ 进入磁场时加速度恰好为零。从 PQ 进入磁场开始计时，到 MN 离开磁场区域为

9、止，流过 PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是? A.B. C.D. 三、填空题 1?. 如图所示，从匀强磁场中用外力把一矩形线圈匀速拉出磁场区域。如果两次拉出的速度之比h1? h2? 1 ? 2，则在将线圈拉出磁场区域的过程中，两次所用的外力大小之比 ?1? ?2?_，线圈中产生的焦耳热之比?1? ?2?_，通过线圈某截 面的电荷量之比?1? ?2?_。 15. 单匝边长为 20cm 的正方形导线框，在磁感应强度为 .2? 的匀强磁场中围绕与磁感应强度方向 垂直的转轴匀速转动，转速为 12?/?t?。当线框从平行于磁场位置开始转过 9?时，线圈中磁 通量的变化量是_，线圈中磁通量平均变化

10、率为_，平均感应电动势为_。 1?. A、B 两闭合线圈用同样导线绕成，且均为 10 匝，线圈半径? 2?，线圈 B 内有如图所示的 有理想边界的匀强磁场。若磁场均匀减小，则 A、B 中的感应电动势之比? ?_， 产生的感应电流之比? ?_。 17. 一导体棒长 40cm， 在磁感应强度为 .1? 的匀强磁场中做切割磁感线运动， 运动速度为 5.?/度， 若速度方向与磁感线方向夹角为 3?，则导体棒中感应电动势的大小为_V。此导体棒在 做切割磁感线运动时，若速度大小不变，可能产生的最大感应电动势为_V。 四、计算题 18. 如图所示，两根足够长的平行导轨，间距 ? ? .3?，在导轨间有垂直纸

11、面向里的匀强磁场， 磁感应强度 ? ? ?.5?。导轨左侧接有 ? ? ?的定值电阻。一根直金属杆 MN 以 h ? ?2?/度 的 速度向右匀速运动，杆 MN 始终与导轨垂直且接触良好。杆 MN 的电阻 ? ? 1?，导轨的电阻可 忽略。求杆 MN 中产生的感应电动势 E 及 a、b 两点间的电势差?。 19. 如图所示，固定于水平面上的金属框架 abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒 MN 沿框架 以速度 v 向右做匀速运动。框架的 ab 与 dc 平行，bc 与 ab、dc 垂直。MN 与 bc 的长度均为 l， 在运动过程中 MN 始终与 bc 平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁

12、感应强度为 B。请根据法 拉第电磁感应定律 ? ? ?t ?，推导金属棒 MN 中的感应电动势 E。 2. 如图所示， U 形导线框 MNQP 水平放置在磁感应强度 ? ? .2? 的匀强磁场中， 磁感线方向与导 线框所在平面垂直，导线 MN 和 PQ 足够长，间距为 ? ? .5?，横跨在导线框上的导体棒 ab 的质量 ? ? .1与导，电阻 ? ? 1.?，接在 NQ 间的电阻 ? ? ?.?，电压表为理想电表，其余电 阻不计。若导体棒在水平外力作用下以速度? ? 2.?/度 向左做匀速直线运动，不计导体棒与导 线框间的摩擦。求： ?1?通过导体棒 ab 的电流大小和方向； ?2?电压表的

13、示数； ?3?若某一时刻撤去水平外力，则从该时刻起，在导体棒的运动的过程中，回路中产生的热量。 21. 如图甲所示，一个电阻值为 R 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻?1连接成闭合回路。线圈的 半径为 r。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系如 图乙所示，图中?和?已知。导线电阻不计。求：0 至?时间内， ?1?通过电阻?1电流 I 的大小和方向； ?2?通过电阻?1的电荷量 q； ?3?电阻?1上产生的热量 Q。 22.导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的 U 形导 线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导

14、线 MN 在与其垂直的水平恒力 F 作用下，在导线框 上以速度 v 做匀速运动，速度 v 与恒力 F 方向相同；导线 MN 始终与导线框形成闭合电路。已 知导线 MN 电阻为 R，其长度 L 恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为 B。忽略摩擦阻 力和导线框的电阻。通过公式推导验证：在? 时间内，F 对导线 MN 所做的功 W 等于电路获得 的电能?电，也等于导线 MN 中产生的焦耳热? 。 23.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为 m。将其置于 磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖 直平面内

15、，且 cd 边始终与水平的磁场边界面平行。当 cd 边刚进入磁场时， ?1?求线框中产生的感应电动势大小； ?2?求 cd 两点间的电势差大小； ?3?若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件。 答案和解析答案和解析 1.C2.C3.B4.A5.B6.B7.C8.D9.CD10.BC11.AC12.BC 13.AD 14.1?2；1?2；1?1 15.8 ? 1?3?；?.? ? 1?2?/度；.? 16.1?1；1?2 17.1；.2 18.解：杆 MN 做切割磁感线的运动 ? ? ?h 产生的感应电动势：? ? .3V ? ? 5 ? ? .2?V 19.解：如图所示

16、，在一小段时间? 内，金属棒 MN 的位移? ? h? 这个过程中线框的面积的变化量? ? h? ? hh? 穿过闭合电路的磁通量的变化量?t ? ? ? ?hh? 根据法拉第电磁感应定律：? ? ?t ? 解得：? ? ?hh 20.解：?1?感应电动势为 ? ? ?h ? .2? 感应电流为：? ? ? ? ? .2 5 A ? .?A 由右手定则判断通过导体棒的电流方向为 b 到 a ?2?电压表的示数为：? ? ? ? .1? ?3?撤去水平拉力后，导体棒作减速运动 根据能量守恒：? ? 1 2 ?h2? ?.2 回路中产生的热量为 .2 21.解：?1?根据法拉第电磁感应定律有 所以

17、 ? ? ? ?2? ? ?2 3? 根据楞次定律：通过?1的电流方向为 ? ? ? ?2?设通过?1的电量为 q，则有 ? ? ? ?2 3? ?3?根据焦耳定律? ? ?2?1? 2? ?2 3? 2 ? 2? 2?2? 9? 22.解：电动势 ? ? ?h 导线匀速运动，受力平衡? ? ?安? ? 在? 时间内，外力 F 对导线做功? ? ?h? ? ?安h? ? ?h? 电路获得的电能?电? ? ? ? ? ?h? 可见，F 对导线 MN 所做的功等于电路获得的电能?电； 导线 MN 中产生的焦耳热? ? ?2? ? ? ? ? ? ? ? ?电 可见，电路获得的电能?电等于导线 MN 中产生的焦耳热 Q。 23.解：?1?t 边刚进入磁场时，线框速度 h ?2导h 线框中产生的感应电动势：? ? ?h ? ? 2导h ?2?此时线框中电流：? ? ? ? cd 两点间的电势差 ? ? ? 3 ? ? ? 3 ? ? ? 3 ? ? 2导h ?3?安培力? ? ? ? ?2?22导h ? 根据牛顿第二定律 ?导 ? ? ? ?，由 ? ? 解得下落高度满足：h? ? ?2导?2 2?