物理第二节 法拉第电磁感应定律巩固练习

2.2法拉第电磁感应定律同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，一个面积为S、匝数为n的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　）

A． B． C． D．

2．通过一闭合线圈的磁通量为，随时间的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（       ）

A．内线圈中的电动势在均匀增加

B．第末线圈中的感应电动势是

C．第末线圈中的瞬时电动势比末的小

D．第末和末的瞬时电动势的方向相同

3．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3：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　）

A．Ea：Eb=9：1，感应电流均沿逆时针方向

B．Ea：Eb=9：1，感应电流均沿顺时针方向

C．Ea：Eb=3：1，感应电流均沿逆时针方向

D．Ea：Eb=3：1，感应电流均沿顺时针方向

4．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＝8.0×102T/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

5．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（     ）

A． B．

C． D．

6．如图所示，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速运动，MN中产生的感应电动势为，若将磁场的磁感应强度增为2B，金属杆MN的速度减为，MN中产生的感应电动势变为，则与之比为

A．2:1 B．1:2 C．1:4 D．1:1

7．闭合电路中产生的感应电动势的大小，跟穿过这一闭合回路的下列哪个物理量成正比的是：

A．磁通量

B．磁感应强度

C．磁通量的变化量

D．磁通量的变化率

8．下列说法正确的是（　　）

A．磁通量大，磁通量变化量一定大

B．磁通量变化大，磁通量变化率一定大

C．磁通量为零，磁通量变化率一定为零

D．磁通量变化大，感应电动势可能很小

9．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中，一长度为l的均匀直导体棒绕其中点O，以角速度在垂直磁场的平面内匀速转动，导体棒a、b两端点间的电势差为（　　）

A． B．

C． D．

10．如图，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（　　）

A．因磁场变化而产生的感应电动势称为动生电动势

B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关

C．动生电动势的产生与电场力有关

D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的

11．关于感应电动势，下列说法正确的是（　　）

A．穿过闭合电路的磁感强度越大，感应电动势就越大

B．穿过闭合电路的磁通量越大，感应电动势就越大

C．穿过闭合电路的磁通量的变化量越大，其感应电动势就越大

D．穿过闭合电路的磁通量变化越快，其感应电动势就越大

12．在如图所示的正三角形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一正三角形的导体框刚好与磁场的边界重合，已知导体框的边长为l。在导体框以恒定的角速度绕其中心顺时针转过120°的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．导体框中的平均感应电动势为0，感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针

B．导体框中的平均感应电动势为0，感应电流方向先沿逆时针后沿顺时针

C．导体框中的平均感应电动势为，感应电流方向先沿顺时针后沿逆时针

D．导体框中的平均感应电动势为，感应电流方向先沿逆时针后沿顺时针

13．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则（　　）

A．线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向

B．线框先有扩张趋势后有收缩趋势

C．线框中感应电流先减小后增大

D．线框受到的静摩擦力方向始终向左

14．如图所示，间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上，导轨一端接入阻值为R的定值电阻，t=0时，质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑，t=T时，金属棒的速度恰好达到最大值vm，整个装置处于垂直斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒及导轨的电阻不计，下列说法正确的是(     )

A． 时，金属棒的速度大小为

B．0～T的过程中，金属棒机械能的减少量等于R上产生的焦耳热

C．电阻R在0～内产生的焦耳热小于～T内产生的焦耳热

D．金属棒0～内机械能的减少量大于～T内机械能的减少量

15．如图所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是（ ）

A．导体棒的a端电势比b端电势高，电势差Uab在逐渐增大

B．导体棒的a端电势比b端电势低，电势差Uab在逐渐增大

C．线框中cdef有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大

D．线框中cdef有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大

二、填空题（共4题）

16．如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面，一根长直金属棒与导轨成60°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，其他电阻不计，电阻R中的电流为_____________．

17．图是一种风速仪示意图，试回答下列问题：

（1）有水平风吹来时磁体如何转动？（自上往下看）_____________________________

（2）为什么能用它测定风速大小？__________________________________

18．如图边界PQ的右侧区域内，存在着磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面的匀强磁场。边长为l的正方形金属线框abcd由粗细均匀同种材料制成，ab刚好位于边界PQ上，现使线框绕过边界PQ转轴匀速转动，角速度为，如图所示，则在ad边开始转入磁场的瞬间cd两端的电势差为______。

19．如图所示，是“用DIS探究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验的装置图，实验时让小车以不同的速度靠近螺线管，得到在不同内的感应电动势的平均值E，重复上述步骤可得一组和E值，点击软件界面，屏幕出现E-___________图线，实验中因磁铁相对螺线管位置的变化相同，各次实验螺线管中的磁通量的变化量都相同，可见感应电动势E和__________成正比关系。

三、综合题（共4题）

20．有一正方形多匝线圈abcd处于匀强磁场中，线圈的匝数n=100匝，线圈平面与磁场方向垂直，在Δt=1.5s的时间内，磁通量由Φ1=0.02Wb均匀增加到Φ2=0.08Wb.求：

（1）在Δt内线圈中磁通量的变化量ΔΦ为多少？

（2）在Δt内线圈中产生的电动势为多少？

21．如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场。

（1）若圆盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C和D哪个电势高；

（2）求铜盘产生的感应电动势大小；

（3）若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又恰好从极板右侧射出，求射入的速度v。

22．有一个100匝的线圈，总电阻为10Ω，在0.2s内垂直穿过线圈平面的磁通量从0.02Wb均匀增加到0.1Wb，问：

(1)这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多少V；

(2)通过线圈的平均感应电流为多少A。

23．一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1 T增加到0.5T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？

参考答案：

1．C

2．B

3．A

4．B

5．B

6．D

7．D

8．D

9．B

10．B

11．D

12．B

13．B

14．C

15．A

16．

17．     逆时针转动    

风速越大磁体转速越大，线圈中磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势越大，感应电流就越大，则可从电流计中读出风速的大小

18．

19．         

20．（1）0.06Wb   

（2）4V

21．（1）C极板；（2）；（3）

22．(1)40V；(2)4A

23．4×10－4Wb 8×10－3Wb/s 1.6V