物理选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律课后测评

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

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是（　　）

A．由可知，磁感应强度B与电流元IL受到的磁场力F成正比

B．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用

C．面积为S的线圈放入磁感强度为B的匀强磁场中，穿过该线圈平面的磁通量大小为BS

D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电动势

2．如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中．一根金属杆MN保持水平并沿导轨滑下(导轨电阻不计)，当金属杆MN进入磁场区后，其运动的速度随时间变化的图线不可能的是 (　　)

A． B． C． D．

3．如图所示，在水平桌面上放着一个1匝的矩形线圈，线圈中心上方某处有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb．在0.5s内将条形磁体放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为0.12Wb，则在这个过程中线圈的感应电动势为（   ）

A．0.16V B．0.24V C．1.6V D．2.4V

4．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，若在t1到t2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B1均匀增加到B2．下列说法正确的是（　　）

A．c点的电势高于d点的电势

B．受电线圈中感应电流方向由d到c

C．c、d之间的电势差为

D．c、d之间的电势差为

5．图甲为100匝面积为100cm2的圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，t = 0时刻磁场方向如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，线框电阻为5Ω。下列说法正确的是（     ）

A．0 ~ 2s内，线圈中感应电动势为0.04V

B．第3s内，线框中感应电流为0.8A

C．第5s内，线框中感应电流方向沿逆时针方向

D．0 ~ 2s内和3s ~ 5s内，通过线框某横截面的电荷量之比为1：2

6．用一根横截面积为S、电阻率为p的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径，如图所示．在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面，磁感应强度大小随时间变化的关系为B =B0+kt，其中磁感应强度的初始值为B0 , 方向垂直纸面向里，且k<0,则（                 ）

A．圆环中产生逆时针方向的电流

B．圆环具有扩张且向右运动的趋势

C．圆环中产生恒定的感应电流

D．图中a、b两点间的电势差

7．金属杆水平放置在某高处，当它被平抛进入一个方向竖直向上的匀强磁场中后（如图所示），有关杆上感应电动势的大小和两端电势的高低，以下说法中正确的是（ ）

A．运动过程中感应电动势的大小不变，

B．运动过程中感应电动势的大小不变，

C．由于速率不断增大，所以感应电动势变大，

D．由于速率不断增大，所以感应电动势变大，

8．如图所示，一个刚性的矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，已知磁场区域的高度大于线圈的高度，则下列判断中正确的是（ ）

A．若线圈进入磁场时是减速运动，则离开磁场时也是减速运动

B．若线圈进入磁场时是减速运动，则离开磁场时是加速运动

C．若线圈进入磁场时是匀速运动，则离开磁场时也是匀速运动

D．若线圈进入磁场时是加速运动，则离开磁场时也是加速运动

9．图中甲图所示的线圈为5匝，其端点a，b与电压表相连，线圈内磁通量变化规律如（b）图所示，则a，b两点的电势高低及电压表读数为（ ）

A．φa＞φb，2伏 B．φa＞φb，1伏

C．φa＜φb，2伏 D．φa＜φb，1伏

10．如图，同一水平面上足够长的固定平行导轨MN、PQ位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨上有两根金属棒ab、cd，能沿导轨无摩擦滑动，金属棒和导轨间接触良好，开始ab、cd都静止．现给cd一个向右的初速度v0，则下列说法中正确的是（ ）

A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并有可能追上cd

B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但肯定追不上cd

C．cd先做减速运动后做加速运动，ab先做加速运动后做减速运动

D．cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同的速度做匀速运动

11．如图所示，先后以速度和匀速把一矩形线框拉出有界的匀强磁场区域，且，用、、、表示用速度把线框拉出磁场时，作用在线框上的力、通过线框的电流、导线框产生的热和通过导线框的电荷量，用、、、表示用速度把线框拉出磁场时，作用在线框上的力、通过线框的电流、导线框产生的热和通过导线框的电荷量，则（       ）

A． B． C． D．

12．以下关于电磁感应的说法正确的是（　　）

A．感应电流磁场的方向总与原磁场的方向相反

B．只要闭合导体回路切割磁感线，就一定有感应电流产生

C．若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零

D．穿过某闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大

13．如图所示，宽为L的门框形光滑导轨竖直放置，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度均为B.质量为m的水平金属杆在磁场Ⅰ上方由静止释放，刚进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆接入电路中的电阻为R，与导轨接触良好，其余部分电阻不计，重力加速度为g，则金属杆（　　）

A．在磁场Ⅰ中向下做匀减速直线运动

B．穿过两磁场克服安培力做的功相等

C．穿过磁场Ⅱ的过程通过横截面的电荷量较大

D．穿过磁场Ⅱ的过程产生的热量为3mgd

14．如图所示，某空间中存在一个有竖直边界的水平方向磁感应强度为B的匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈abcd，从图示位置（ab边处于磁场区域的左边界）垂直于磁场方向水平从磁场左侧以速度v匀速拉过这个区域，其中ab=L，cd=3L，梯形高为2L，线框abcd的总电阻为R．下图中 ， ，则能正确反映该过程线圈中感应电流i随时间t变化的是（规定adcba的方向为电流正方向）    

A． B．

C． D．

15．如图所示，EFGH为边长为L的正方形金属线框，线框对角线EG和y轴重合、顶点E位于坐标原点O处．在y轴右侧的第I象限一定范围内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场下边界与x轴重合，上边界为直线OA且与线框的EH边重合．从t=0时刻起，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界OA的方向穿过磁场区域．取线框中感应电流沿逆时针方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间/变化的图线是图中的）（        ）

A．

B．

C．

D．

二、填空题（共4题）

16．有一个100匝的线圈，总电阻为，在内垂直穿过线圈平面的磁通量从增加到则这段时间内线圈中产生的平均感应电动势______V，通过线圈的平均感应电流为______A．

17．某空间有匀强磁场，一面积为0.1m2匝数为100的闭合线圈垂直于磁场放置，在0.4s内匀强磁场的磁感应强度从0.02T均匀增加到0.08T，则线圈中磁通量的变化量为_____Wb，线圈中产生的感应电动势为_____ V。

18．把一线框从一匀强磁场中拉出，如图所示．第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是 2 v ，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是___________，拉力功率之比是_______，线框产生的热量之比是_________，通过导线截面的电量之比是___________．

19．要研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系，实验装置如图所示，将螺旋管和光电门固定在导轨上，带有挡光片的磁铁放在倾斜导轨上，调整光电门的位置，当挡光片经过光电门时磁铁插入螺旋管．从导轨的不同位置释放磁铁，记录挡光片经光电门的挡光时间，同时通过电压传感器读出此时的感应电动势E，做出图线如图所示．

（1）在实验中需保持不变的是(         )

A．挡光片的宽度                   

B．小车的释放位置

C．导轨倾斜的角度              

D．光电门的位置

（2）由图b的图象可以得到的实验结论是__________________________．

（3）线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图(b)中画出实验的图线 _______．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，宽为的光滑导轨与水平面成角，质量为、长也为的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E=3V，内阻r=0.5Ω，金属杆电阻为，轨道电阻不计。金属杆与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向上的匀强磁场（图中未画出），当电阻箱的电阻调为时，金属杆恰好能静止。取重力加速度大小，，，求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。

21．如图所示，在磁感强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直放置的光滑导电轨道，轨道间接有电阻R。套在轨道上的金属杆ab，长为l、质量为m、电阻为r。现用竖直向上力的拉ab杆使它沿轨道以速度v匀速上滑（轨道电阻不计）。求：

（1）ab杆两端的电压为多少？

（2）所用拉力F的大小。

22．如图（a）所示，一对金属导轨平行固定放置在同一水平面上，间距l=0．2m，两导轨左端a、b用直导线连接一阻值R=0．2Ω的电阻，在距导轨左端d=0．3m处垂直于导轨放置着一根阻值r=0．1Ω的金属棒PQ．棒的中点通过一跨过光滑定滑轮的轻绳悬挂一个质量m=0．03kg的砝码，此时棒PQ刚好能保持静止．接着在整个导轨所在的平面内加上一方向竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示．不计导轨和导线的电阻，不计回路产生的感应电流对磁场的影响，取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）棒PQ保持静止时，通过电阻R的电流的大小和方向；

（2）从开始到棒PQ即将运动过程，电阻R产生的焦耳热．

23．如图所示，在高度差h=0.50m、水平平行的虚线范围内，有磁感强度B=0.50T、方向垂直于竖直平面的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m=0.10kg，边长L=0.50m，电阻R=0.50Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“Ⅰ”时，cd边跟磁场下边缘的距离H=9.6m．现用一竖直向上的恒力F向上提线框，该线框从位置“Ⅰ”由静止开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（ab边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd边保持水平，设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。（g取10m/s2）

（1）求线框所受恒力F的大小？

（2）线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功是多少？线框内产生的热量是多少？

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．C

5．D

6．C

7．A

8．A

9．B

10．D

11．D

12．D

13．B

14．D

15．C

16．     40     4

17．     0.006     1.5

18．     1：2     1：4     1：2     1：4

19．     AD；     感应电动势与磁通量的变化率成正比；   

20．（1）；（2），方向沿斜面向下。

21．（1）；（2）

22．（1）1A, 从a向b（2）0．08J

23．（1）4N；（2）42.4J，3.0J