高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.3 感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律课后测评

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.3 感应电动势的大小——法拉第电磁感应定律课后测评，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2.3感应电动势的大小—法拉第电磁感应定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．在粗糙水平面上平放一根导体棒和一个金属圆环，如图甲所示（俯视图），给导体棒中通以如图乙所示的电流，导体棒和圆环始终保持静止状态，则在0~t1时间内，下列说法正确的是（　　）A．圆环中感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 B．圆环中感应电流先增大后减小C．导体棒受到的静摩擦力方向先向右后向左 D．圆环先有扩张趋势后有收缩趋势2．如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨所在平面垂直．一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（ ）A． B． C． D．3．穿过固定不动的单匝线框的磁通量随时间变化的规律如图所示，下列说法不正确的是（　　）A．2s末和4s末，感应电动势最大B．第1s内和第2s内，感应电动势一样大C．最后1s内感应电动势比最初2s内感应电动势大，且方向相反D．第1s末感应电动势的大小等于1V4．如图所示是两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环的电阻的四分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域．当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为（   ）A． B． C． D．5．将长为2L、粗细均匀的导线ab，从中点O处折成如图所示形状，aO⊥b0，ab连线与水平方向成45°夹角，导线所在位置处有范围足够大方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现将导线在纸面内以相同大小的速度v，分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动，则两种情况下a、b两点间的电势差之比为（　　）A． B． C．1：2 D．2：16．半径为r的带缺口刚性金属圆环在纸面上固定放置，并处在变化的磁场中，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如甲图所示．磁场的方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里为正，变化规律如乙图所示．则以下说法正确的是（　 　）A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末两极板之间的电场强度大小为零D．第1末内极板之间的电场强度大小为7．将一根金属杆在竖直向下的匀强磁场中以垂直磁场方向的初速度υ水平抛出，若金属杆在运动过程中始终保持水平，那么金属杆的感应电动势E的大小将（ ）A．随杆的速度的增大而增大B．保持不变C．随杆的速度方向与磁场方向夹角的减小而减小D．因为速度的大小与方向同时变化，因此无法判断E的大小．8．如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直．规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．则(     )A．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小B．从0到t1时间内，导线框ab边受到的安培力不变C．从0到t2时间内，导线框中电流的方向先为adcba再为abcdaD．从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba9．关于电磁感应，下列说法正确的是（　　）A．电路中感应电动势的大小与线圈匝数无关B．闭合电路中的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流C．感应电流的磁场一定与原磁场方向相反D．穿过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10．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈11．如图甲所示，在足够长的光滑斜面上放置着矩形金属线框，整个斜面内存在垂直于斜面方向的匀强磁场。匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定垂直斜面向上为正方向）。t＝0时刻将线框由静止释放，在线框下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）A．线框中将产生交变电流B．线框MN边受到的安培力方向始终不变C．经时间t，线框的速度大小为gtsinθD．由于电磁阻尼作用，经时间t，线框的速度小于gtsinθ12．一闭合线圈固定在垂直于纸面的均匀磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图所示已知线圈中感应电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是下图中的　　A． B．C． D．13．如图所示，粗细均匀、电阻为2r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，圆环直径为l；长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以速度向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置（圆环直径处）时，金属棒两端的电势差为（    ）A． B． C． D．14．如图甲所示，半径为r带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d且足够大。有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其变化规律如图乙所示。在平行金属板A、B正中间有一电荷量为q的带电液滴，液滴在0~内处于静止状态。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A．液滴的质量为B．液滴带负电C．时液滴的运动方向改变D．t=0.5T时液滴与初始位置相距15．匝数为N的矩形线框ABCD放在垂直纸面向里的磁场中，开始线框所在的平面与磁场方向垂直，如图所示，现以线框的AB边为轴使其在水平面内以恒定的加速度匀速转动，经测量可知此时线框的转动周期为To，线框中所产生的感应电动势的最大值为Em．下列选项中正确的是(   )A．线框中所产生的感应电动势的有效值为B．线框在转动一周的过程中穿过线框磁通量的最大值为C．线框转动过程穿过每匝线框的磁通量变化率的最大值为D．线框转动一周的过程中电流方向始终不变二、填空题（共4题）16．如图所示，100匝的线圈（为表示线圈的绕向，图中只画了两匝）两端A、B与一个电压表相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。（1）电压表的读数是______V（2）电压表的正接线柱应该与______(填“A”或“B”)端相接17．矩形线圈abcd，ab和bc边长分别为0.2m和0.1m，线圈共200匝，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线框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：(1)当t=0s时，穿过线圈的磁感应强度为______T；(2)穿过线圈磁通量的变化率为______Wb/s；(3)线圈回路中产生的感应电流为______A；(4)当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力为______N；(5)在1min内线圈回路产生的焦耳热为______J。18．一个重力为G，密度为D，电阻率为ρ的圆金属环放在匀强磁场中，磁场垂直于金属环所在平面，磁感强度的变化率为k，则环中感应的流的大小为__________。19．如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中。（1）快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？（2）分别用一根磁体和两根磁体以同样速度快速插入，磁通量的变化量ΔΦ相同吗？指针偏转角度相同吗？（3）感应电动势的大小取决于什么？三、综合题（共4题）20．航天飞机在赤道上空圆形轨道由西向东飞，地磁场在航天飞机轨道处的磁应感应强度 B=0.50×10-4T，沿水平方向由南向北，从航天飞机上发射出的一颗卫星，携带一根长L＝20km的金属悬绳与航天飞机相连，航天飞机和卫星间的这条悬绳方向沿地球径向并指向地心，卫星位于航天飞机的正上方，如果航天飞机与卫星的运行速度为7.5km/s．第一宇宙速度为7.9 km/s，地球半径为6400km．（1）卫星和航天飞机哪端电势高？（2）求金属悬绳中的感应电动势．（3）估算航天飞机离地面的高度．21．两根相距为L的光滑金属导轨MN和PQ，固定在水平面上，并处于竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长，左端接一电阻R，将一质量为m的导体棒（电阻可忽略），用力F拉动，使其匀速向右运动。试分别从电动势的定义，自由电子受力和运动，功能关系来推导导体棒中产生电动势的大小。22．如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4 m．导轨右端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场．若使棒在导轨上始终以速度v＝1 m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E大小；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流I与时间t的关系式．23．如图所示，一个有三条边的正方形水平固定导线框和半径为a的半圆环构成一个闭合回路，已知半圆环中磁感应强度随时间按变化，磁场方向垂直纸面向里，导线框和半圆环单位长度的电阻均为r，求：(1)两点电势差的大小；(2)整个电路中产生的热功率。
参考答案1．C2．D3．A4．B5．B6．A7．B8．D9．D10．B11．C12．A13．B14．A15．C16．50    A    17．5×10-2    0.01    0.4    3.2    48    18．19．（1）磁通量的变化量相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大；（2）用两根磁体快速插入时磁通量的变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大；（3）感应电动势的大小取决于的大小20．(1)卫星的电势较高   （2）  （3）21．方法一：如图所示棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力f=evBf即非静电力，电子在f的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功为W=evBL根据电动势定义式有方法二：如图所示当金属导体棒以速度v向右做切割磁感线运动时，其内部自由电子一起向右运动，而受到指向N端的洛伦兹力，因此在导体棒的N端不断聚集负电荷，M端出现等量的正电荷，故在导体棒中形成由M指向N的电场E0，当导体棒中的自由电子受到的洛伦兹力和电场力平衡时，自由电子便不再向N端聚集，从而在导体棒MN两端形成一个稳定的电势差，此电势差在数值上即等于导体棒切割磁感线运动时产生的感应电动势，则有其中联立可得E=BLv方法三：根据能量转化和守恒定律，拉力所做的功全部转化为电能，即拉力做功功率等于电功率，拉力做功功率为P1=Fv电功率为P2=EI因为匀速直线运动，所以有F=F安=BIL则有BILv=EI得到E=BLv22．(1)0.04 V；　(2)0.04 N，　I＝；23．(1)；(2)