高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律精品练习

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律精品练习，共12页。
2.2法拉第电磁感应定律课后练1. 下列关于电磁感应的说法正确的是（    ）A. 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流B. 穿过某回路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大C. 闭合回路置于磁场中，当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大D. 感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化量成正比2. 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、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）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（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（  ）
 A. 磁感应强度的大小为 TB. 导线框运动速度的大小为C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外D. 在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为3. 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. t1时刻感应电动势最大 B. t=0时刻感应电动势为零C. t1时刻感应电动势为零 D. t1～t2时间内感应电动势增大 4. 夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电风扇时，发现电风扇正在逆时针转动。金属材质的电风扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法，正确的是（　　）
A. A点电势比O点电势高             B. A点电势比O点电势低C. A点电势和O点电势相等           D. 扇叶长度越短，UAO的电势差数值越大5. 如图为綦江南州中学物理兴趣小组为研究无线充电技术，动手制作了一个“特斯拉线圈”，线圈匝数为，面积为，若在到时间内，匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端的电势差的大小为（　　）
A. 恒为         B. 从0均匀变化到C. 恒为        D. 从0均匀变化到6. 水平平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，如图一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流强度为（　　）A.  B.  C.  D.  7. 如图三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB，皆处于匀强磁场中．在外力作用下使AB保持与OF垂直，以速度v匀速从O点开始右移，设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列判断正确的是　（ ）A. 电路中的感应电流大小不变         B. 电路中的感应电动势大小不变C. 电路中的感应电动势逐渐增大       D. 电路中的感应电流减小8. 如图所示，左侧竖直长导线通有向下方向的恒定电流，一矩形线圈 abcd 可绕其竖直对称轴O1O2 转动.当线圈绕轴以角速度沿逆时针沿轴线从上往下看方向匀速转动，从图示位置 开始计时，下列说法正确的是A. t=0时，线圈产生的感应电动势最大                 B. 时间内，线圈中感应电流方向为 abcdaC. 时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零   D. 线圈每转动一周电流方向改变一次9. 由粗细相同、同种材料制成的A、B两线圈分别按图甲、乙两种方式放入匀强磁场中,甲、乙两图中的磁场方向均垂直于线圈平面,A、B线圈的匝数之比为2∶1,半径之比为2∶3,当两图中的磁场都随时间均匀变化时 (　　)A. 甲图中,A、B两线圈中电动势之比为2∶3     B. 甲图中,A、B两线圈中电流之比为3∶2C. 乙图中,A、B两线圈中电动势之比为8∶9     D. 乙图中,A、B两线圈中电流之比为2∶310. 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（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、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．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1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11. 如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以随时间变化，时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板（　　）A. 不带电B. 所带电荷量与t成正比C. 带正电，电荷量是D. 带负电，电荷量是 12. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度ω绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，R1＝，S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是(　　)A. 通过R1的电流方向为自下而上B. 感应电动势大小为2Br2ωC. 理想电压表的示数为Br2ωD. 理想电流表的示数为13. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ）A.  B.  C.  D.     14. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（　　）A. Ua＞Uc，金属框中无电流            B. Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣aC. Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流      D. Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a15. 如图甲所示，边长为a的n匝正方形导线框ABCD垂直于磁场放置，磁感应强度方向垂直于纸面向里。（1）若磁感应强度随时间的变化如图乙所示，求0～t1时间内线框产生的感应电动势的大小；（2）若磁感应强度B=B0不变，线框以AB边为轴、CD边向里以角速度ω匀速转过60°角，求这一过程中线框产生的平均感应电动势的大小。16. 在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、接入电路的电阻为1 Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计。若cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=2 m/s2由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：（1）在5 s内，回路产生的平均感应电动势是多大？（2）第5 s末，回路中的电流是多大？（3）第5 s末，作用在cd杆上的水平外力大小为多少？1. C【详解】A.在电磁感应现象中，有感应电动势，不一定有感应电流，只有当电路闭合时才有感应电流，选项A错误；B.穿过某回路的磁通量变化率越大，产生的感应电动势就越大，选项B错误；C.闭合回路置于磁场中，当磁感应强度为零时，磁通量的变化率可能很大，则感应电动势可能很大，选项C正确；D.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化率成正比，选项D错误.2. BC【详解】由E–t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01 V，根据E=BLv可知，B=0.2 T，选项A错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N，选项D错误．3. CD【详解】AC．t1时刻磁感应强度最大，磁感应强度的变化率为零，感应电动势为零，A错误，C正确；B．由于线圈内磁场面积一定、磁感应强度变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为∝由题图乙可知，t=0时刻磁感应强度的变化率不为零，则感应电动势不为零，B错误； D．t1～t2时间内磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，D正确。故选CD。4. A【详解】ABC．因北半球地磁场方向斜向下，电风扇逆时针方向转动，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则知，感应电流方向从O到A，则A点相当于电源的正极，O点相当于电源的负极，所以A点的电势高于O点的电势，故A正确，B、C错误；D．转动切割的电动势为则知转速一定，扇叶长度越短，电势差越小，故D错误。故选A。5. C【详解】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故选C。
 6. B【详解】由于金属棒与磁场垂直，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，金属棒切割磁感线有效的切割长度为，产生感的应电动势为根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流为故选B。7. AC【详解】设导轨和金属棒单位长度的电阻为r．∠EOF=α．从O点开始金属棒运动时间为t时，有效的切割长度 L=vt•tanα，感应电动势大小 E=BLv=Bvt•tanα•v∝t，则知感应电动势逐渐增大，故B错误，C正确．根据电阻定律得t时刻回路中总电阻为 R=（vt+vt•tanα+）r；感应电流大小为与t无关，说明感应电流大小不变，故A正确，D错误．8. B【详解】A．由右手定则可知，直导线右侧的磁场方向垂直纸面向外，则t=0时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，产生的感应电动势最小，选项A错误；B．由楞次定律可知0～时间内，线圈转过90°角，此时线圈中感应电流方向为abcda，选项B正确； C．t= 时，线圈的磁通量为零，由于线圈的ab和cd边切割磁感线的速度方向与磁场方向不平行，则感应电动势不为零，选项C错误；D．线圈每转动一周电流方向改变两次，选项D错误；故选B.9. BCD【详解】AB．甲图中磁通量的变化率一样，由公式可知，则感应电动势与匝数成正比为2：1，由公式可知，电阻之比为4：3，则电流之比为3：2，故A错误，B正确；CD．乙图中磁场变化率一样，由公式可得，电动势之比为8：9，电阻之比为4：3，则电流之比为2：3，故CD正确。10. BC【详解】AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误．故本题选BC．11. D【详解】磁感应强度以随时间变化，由法拉第电磁感应定律得而经时间t电容器P板所带电荷量由楞次定律知电容器P板带负电。故选D。12. AC【详解】A.由右手定则可知辐条中心为电源的正极、圆环边缘为电源的负极，因此通过R1的电流方向为自下而上，选项A正确；B.由题意可知，始终有长度为r的辐条在转动切割磁场线，因此感应电动势大小为E=Br2ω，选项B错误；C.由图可知，在磁场内部的半根辐条相当于电源，磁场外部的半根辐条与R1并联，则外电路电阻为，内阻为，则因此理想电压表的示数为=Br2ω，选项C正确；D.电路的总电流为，则理想电流表的示数为，选项D错误．13. C【详解】设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为由欧姆定律得感应电流为当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得又根据欧姆定律得感应电流为由题设知于是得解得，故选C。14. C【详解】AB．金属框bc、ac边做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据右手定则，感应电动势的方向从b到c，或从a到c，故AB错误；CD．ac、bc产生的感应电动势大小均为由于所以穿过金属框的磁通量一直为零，不变，金属框中无电流， D错误C正确。故选C。15.【答案】（1）；（2）【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得，0～t1时间内线框产生的感应电动势大小（2）由θ=ωt，可知导线框以角速度ω匀速转过60°角经历的时间为这一过程中线框内磁通量的减小量ΔΦ′=B0a2-B0a2cos60°=B0a2所以这一过程中线框产生的平均感应电动势为16. 【答案】（1）0.4 V；（2）0.8 A；（3）0.164 N【详解】（1）金属杆5 s内的位移金属杆5 s内的平均速度故平均感应电动势（2）金属杆第5 s末的速度此时回路中的感应电动势则回路中的电流（3）金属杆做匀加速直线运动，则又故