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人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律一课一练
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律一课一练，共19页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共4小题，解答题，共4小题，填空题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题，共10小题
1．对某一确定的闭合电路，下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
B．穿过闭合电路的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小
C．穿过闭合电路的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D．穿过闭合电路的磁通量变化越来越快，但闭合电路中的感应电流可能不变
2．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（ ）
A．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
3．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为( )
A． BωR2B．2BωR2
C．4BωR2D．6BωR2
4．如图所示，关于物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是（ ）
A．库仑利用图甲实验精确测出了元电荷e的值
B．法拉第利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场
C．牛顿根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动
5．如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2。在先后两种情况下（ ）
A．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1
B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶1
C．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
7．如图所示，一个水平放置的矩形线圈，在细长水平条形磁铁的极附近竖直下落，由位置A经位置到位置。磁铁中心平面与位置在同一水平面，位置A和都很靠近，则在A至的下落过程中（ ）
A．磁铁对水平面的压力小于磁铁的重力
B．位置处矩形线圈中的总磁通量为零
C．位置处矩形线圈中的感应电流为零
D．线圈中的感应电流方向始终为
8．电动汽车刹车时若能回收动能，把动能转换为电能再次储存，可以增加汽车续航。某同学在实验室设计了如图甲所示的装置。圆盘a上面分布有特殊物质，物质在接到刹车指令后瞬间被磁化，正常行驶时，物质退磁，圆盘a固定在车轮上。绝缘材质制成的圆盘b中有固定线圈，线圈在接到刹车指令后与车载电池接通并为电池蓄电。b固定在与a正对的车身上。图乙为装置b自右向左的侧视图，在图乙中设计线圈和a物质形成的磁场，实现动能回收效果最佳的是（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的的导线制成，匝数均为N匝，线圈边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是（ ）
A．两线圈内产生逆时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为4∶1
C．a、b线圈中感应电流之比为4∶1D．a、b线圈中电功率之比为4∶1
10．如图a所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图b为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题，共4小题
11．如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图．把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上．两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触.G为灵敏电流表．现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法正确的是
A．C点电势一定低于D点电势
B．圆盘中产生的感应电动势大小为Bωr2
C．电流表中的电流方向为由a到b
D．铜盘不转动，所加磁场磁感应强度减小，则铜盘中产生顺时针方向电流（从左向右看）
12．一个质点运动的v－t图象如图甲所示，它的运动位移可用其图线与t坐标轴包围的面积来表示。在处理较复杂的变化量问题时，常常先把整个区间化为若干个小区间，认为每一个小区间内研究的量不变，再求和，这是物理学中常用的一种方法。如图乙所示是某物理量y随时间t变化的图象，关于此图线与t坐标轴所围成的面积，下列说法中正确的是（ ）
A．若y轴表示力做功的功率，则面积表示该力在相应时间内所做的功
B．若y轴表示质点运动的加速度，则面积表示该质点在相应时间内的速率
C．若y轴表示流过用电器的电流，则面积表示在相应时间内流过该用电器的电荷量
D．若y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积表示该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量
13．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．感应电流方向不变
B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值
D．感应电动势平均值=
14．如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动，沿着OO'方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为。则当线圈转至图示位置时（ ）
A．线圈中感应电流的方向为abcda
B．线圈中的感应电流为
C．穿过线圈的磁通量不为0
D．穿过某匝线圈磁通量的变化率为Bl2
三、解答题，共4小题
15．如图所示，匝数为n的矩形线圈，ab边长为L。bc边长为2L，整个线圈的质量为m。现将线圈放置于光滑水平面上，且恰有一半处于磁感应强度为B的竖直匀强磁场中，ab边与磁场边界平行。
（1）求此时穿过线圈的磁通量；
（2）若线圈固定，匀强磁场的磁感应强度在t秒内由B均匀减为0，求线圈中产生的感应电动势；
（3）若线圈可自由运动，线圈中通以稳恒电流I，求在图示状态线圈的瞬时加速度大小。
16．在一个磁感应强度大小随时间变化的磁场中，垂直于磁场方向放一个面积为0.10m2的线圈。在0.20s内磁场各点的磁感应强度由0增大到0.30T，求线圈中的平均感应电动势。
17．轻质细线吊着一质量为，边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图（乙）所示，从时刻开始经t0时间细线开始松弛，取。求：
(1)时刻穿过线圈的磁通量；
(2)在前t0时间内线圈的电功率；
(3)求t0的值。
18．如图所示，线框用导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，导体棒ab所在处为匀强磁场且B2＝2 T，已知ab长L＝0.1 m，整个电路总电阻R＝5 Ω.螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1 m2.在螺线管内有图示方向磁场B1，若 ＝10 T/s均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(g＝10 m/s2)
(1)通过导体棒ab的电流大小？
(2)导体棒ab的质量m为多少？
四、填空题，共4小题
19．如图所示，一边长为0.1 m的单匝正方形线圈从左侧匀速进入匀强磁场，磁场的磁感应度B＝2 T．从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了________Wb；若上述过程所经历的时间为0.2 s，则线圈中产生的感应电动势为________V.
20．如图，桌面上放一闭合金属线圈，把一竖立的条形磁铁从位置A快速移到桌面上的位置B，则此过程线圈中_____（填“有”或“无”）感应电流．若此实验做了两次，磁铁从位置A移到位置B的时间第一次比第二次长，则线圈中产生的感应电动势第一次比第二次_______（填“大”或“小”）．
21．某线圈共200匝，1s时磁通量为0.5Wb，1.2s时增加为0.6Wb，则这段时间内线圈中的平均感应电动势为______．
22．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为s）
参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，磁通量的变化率可能不为零，因此闭合电路中可能有感应电流，故A错误；
BC．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接关系，穿过闭合电路的磁通量增大（或减小），但磁通量的变化率不一定增大（或减小），则产生的感应电动势不一定增大（或减小），闭合电路中的感应电流不一定增大（或减小），故B正确，C错误；
D．磁通量变化越快，感应电动势越大，感应电流也越大，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．弦振动过程中，穿过线圈的磁通量不断变化，根据楞次定律可知线圈中的电流方向不断变化。故A正确，与题意不符；
B．取走磁体，就没有磁场，穿过线圈的磁通量始终为零，电吉他将不能正常工作，故B正确，与题意不符；
C．由法拉第电磁感应定律
E=n
可知增加线圈匝数n可以增大线圈的感应电动势，故C正确，与题意不符；
D．铜质弦不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作。故D错误，与题意相符。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
AB两端的电势差大小等于金属棒AB中感应电动势的大小，为：E=B•2R=B•2R•=4BR2ω，故选C．
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．库仑利用图甲实验发现了库仑定律；而密立根通过油滴实验测出了元电荷e的值，A错误；
B．奥斯特利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场，B错误；
C．伽利略根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，C错误；
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动，D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律，则线圈中产生的感应电动势的大小为
故选D。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
BC．匀速拉动时感应电流
已知v1=2v2，则
I1∶I2=2∶1
故BC错误；
AD．线框拉出磁场的时间
根据
可知通过某截面的电荷量之比为
q1∶q2=1∶1
故A正确，D错误。
故选A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据楞次定律“来拒去留”的规律结合牛顿第三定律，可知从A到C磁铁对水平面的压力大于磁铁的重力，故A错误；
B．位置处矩形线圈中的总磁通量为最小，但并不为零，故B错误；
C．位置处矩形线圈中的磁通量变化率不为零，根据法拉第电磁感应知，感应电流不为零，故C错误；
D．细长磁铁附近是非匀强磁场，由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置B时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少，线圈从位置A到位置B，从下向上穿过abcd的磁通量在减少，线圈从位置B到位置C，从上向下穿过abcd的磁通量在增加，根据楞次定律和右手螺旋定则可判知感应电流的方向始终为，故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．线圈中磁通量变化可以产生感应电流，选项A、B无磁通量变化，没有感应电流产生，AB错误；
CD．C、D选项中，线圈中磁通量变化都产生感应电流，由图可知选项D线圈效率比C选项的高，C错误D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．原磁场向里减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，因此感应电流的方向为顺时针方向，故A错误;
B．根据法拉第电磁感应定律可知
而
因此电动势之比为16∶1，故B错误；
C．线圈电阻， 故电阻之比为4∶1，由闭合电路欧姆定律可知，则电流之比为4∶1，故C正确；
D．电功率
两线圈电流之比为4∶1，电阻之比为4∶1，则电功率之比为64∶1 ，故 ，故D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
金属杆切割磁感线产生感应电动势
E=BLv
电流
安培力
由图象可知，f∝t，则有v∝t，说明导体做匀加速运动，则有
v=at
由牛顿第二定律得
解得
故选B。
11．AD
【解析】
【详解】
（1）将铜盘看做无数条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则可知，盘边缘为电源正极，中心为负极，C点电势低于D点电势，故A正确；
（2）回路中产生的感应电动势，故B错误；
（3）此电源对外电路供电，电流方向由b经电流计再从a流向铜盘，故C错误；
（4）若铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中产生感生电场，使铜盘中的自由电荷在电场力作用下定向移动，形成涡旋电流，故D正确；
故本题选AD
【点睛】把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流；根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式，可求出感应电势；由右手定则判断出感应电流的方向，明确圆盘视为电源，电流由负极流向正极．
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据W＝Pt，则若y轴表示力做功的功率P，则面积表示该力在相应时间内所做的功，选项A正确；
B．根据Δv＝at，则若y轴表示质点运动的加速度，则面积表示该质点在相应时间内的速度的变化量，选项B错误；
C．根据q＝It可知，若y轴表示流过用电器的电流，则面积表示在相应时间内流过该用电器的电荷量，选项C正确；
D．根据E＝n，则由ΔΦ＝E·Δt知，若y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁通量的变化量，选项D错误。
故选AC。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确；
B．根据左手定则可以判断，CD段直线受安培力，方向向下，B错误；
C．当半圆闭合回路进入磁场一半时，这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大为
C错误；
D．感应电动势平均值式为
D正确。
故选AD。
14．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．图示时刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为a→d，bc中电流方向为c→b，线圈中感应电流的方向为adcba。故A错误；
B．线圈中的感应电动势为
线圈中的感应电流为
故B正确；
C．图示时刻B//S，B与S之间的夹角为0，根据磁通量表达式
穿过线圈的磁通量为0，故C错误；
D．图示位置某匝线圈中的感应电动势为
再由公式
联立可得
故D正确。
故选BD。
15．(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)线圈只有一半处于磁场中，有效面积S=L2，由磁通量的表达式可得
(2)由法拉第电磁感应定律可得
(3)线圈中通以稳恒电流I时，线圈的上下两边受到的安培力等大、反向，ab边受到的安培力为
由牛顿第二定律可得
联立可得线圈的瞬时加速度大小为
16．0.15V
【解析】
【分析】
【详解】
开始时，穿过线圈的磁通量，经0.20s后穿过线圈的磁通量增大到
=BS=0.30×0.10Wb=3.0×10-2Wb
3.0×10-2Wb-0=3.0×10-2Wb
在这段时间内，线圈中平均感应电动势的大小
17．(1)0.02Wb；(2)0.01W；(3)4s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题图可知
时，穿过线圈的磁通量为
(2)由法拉第电磁感应定律可得
则在前t0时间内线圈的电功率为
(3)细线刚开始松弛时
由
解得
18．（1）0.8 A ；（2）0.016 kg
【解析】
【详解】
(1)螺线管产生的感应电动势:
4×10×0.1V=4V
则
=0.8A
(2)ab所受的安培力
F=B2IL=2×0.8×0.1N=0.16N
导体棒静止时有
F=mg
求得
m=0.16kg
19． 0.02 0.1
【解析】
【详解】
从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了，线圈中产生的感应电动势．
20． 有 小
【解析】
【详解】
条形磁铁从位置A移到桌面上的位置B，穿过线圈的磁通量增大了，又因为线圈是闭合的，所以此过程线圈中有感应电流．
两次磁铁从位置A移到位置B，穿过线圈的磁通量的变化量相同，又因为第一次移动的时间比第二次长，所以第一次的磁通量的变化率比第二次的小，由法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势第一次比第二次小．
21．100V
【解析】
【详解】
1s~1.2s内磁通量的变化量为：；
由法拉第电磁感应定律得：；
故答案为100V．
22．mgd/nsq
【解析】
【详解】
磁场均匀增加时，由楞次定律可判断上极板带正电．所以平行板电容器的板间的电场方向向下，带电粒子受重力和电场力平衡，所以粒子带负电．带电粒子受重力和电场力平衡得：mg=F；，U=nS；磁感应强度的变化率
一、单选题，共10小题
1．对某一确定的闭合电路，下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
B．穿过闭合电路的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小
C．穿过闭合电路的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D．穿过闭合电路的磁通量变化越来越快，但闭合电路中的感应电流可能不变
2．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（ ）
A．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
D．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
3．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为( )
A． BωR2B．2BωR2
C．4BωR2D．6BωR2
4．如图所示，关于物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是（ ）
A．库仑利用图甲实验精确测出了元电荷e的值
B．法拉第利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场
C．牛顿根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动
5．如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积，当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2。在先后两种情况下（ ）
A．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1
B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶1
C．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
7．如图所示，一个水平放置的矩形线圈，在细长水平条形磁铁的极附近竖直下落，由位置A经位置到位置。磁铁中心平面与位置在同一水平面，位置A和都很靠近，则在A至的下落过程中（ ）
A．磁铁对水平面的压力小于磁铁的重力
B．位置处矩形线圈中的总磁通量为零
C．位置处矩形线圈中的感应电流为零
D．线圈中的感应电流方向始终为
8．电动汽车刹车时若能回收动能，把动能转换为电能再次储存，可以增加汽车续航。某同学在实验室设计了如图甲所示的装置。圆盘a上面分布有特殊物质，物质在接到刹车指令后瞬间被磁化，正常行驶时，物质退磁，圆盘a固定在车轮上。绝缘材质制成的圆盘b中有固定线圈，线圈在接到刹车指令后与车载电池接通并为电池蓄电。b固定在与a正对的车身上。图乙为装置b自右向左的侧视图，在图乙中设计线圈和a物质形成的磁场，实现动能回收效果最佳的是（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的的导线制成，匝数均为N匝，线圈边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是（ ）
A．两线圈内产生逆时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为4∶1
C．a、b线圈中感应电流之比为4∶1D．a、b线圈中电功率之比为4∶1
10．如图a所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图b为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题，共4小题
11．如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图．把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上．两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触.G为灵敏电流表．现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法正确的是
A．C点电势一定低于D点电势
B．圆盘中产生的感应电动势大小为Bωr2
C．电流表中的电流方向为由a到b
D．铜盘不转动，所加磁场磁感应强度减小，则铜盘中产生顺时针方向电流（从左向右看）
12．一个质点运动的v－t图象如图甲所示，它的运动位移可用其图线与t坐标轴包围的面积来表示。在处理较复杂的变化量问题时，常常先把整个区间化为若干个小区间，认为每一个小区间内研究的量不变，再求和，这是物理学中常用的一种方法。如图乙所示是某物理量y随时间t变化的图象，关于此图线与t坐标轴所围成的面积，下列说法中正确的是（ ）
A．若y轴表示力做功的功率，则面积表示该力在相应时间内所做的功
B．若y轴表示质点运动的加速度，则面积表示该质点在相应时间内的速率
C．若y轴表示流过用电器的电流，则面积表示在相应时间内流过该用电器的电荷量
D．若y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积表示该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量
13．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．感应电流方向不变
B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值
D．感应电动势平均值=
14．如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动，沿着OO'方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为。则当线圈转至图示位置时（ ）
A．线圈中感应电流的方向为abcda
B．线圈中的感应电流为
C．穿过线圈的磁通量不为0
D．穿过某匝线圈磁通量的变化率为Bl2
三、解答题，共4小题
15．如图所示，匝数为n的矩形线圈，ab边长为L。bc边长为2L，整个线圈的质量为m。现将线圈放置于光滑水平面上，且恰有一半处于磁感应强度为B的竖直匀强磁场中，ab边与磁场边界平行。
（1）求此时穿过线圈的磁通量；
（2）若线圈固定，匀强磁场的磁感应强度在t秒内由B均匀减为0，求线圈中产生的感应电动势；
（3）若线圈可自由运动，线圈中通以稳恒电流I，求在图示状态线圈的瞬时加速度大小。
16．在一个磁感应强度大小随时间变化的磁场中，垂直于磁场方向放一个面积为0.10m2的线圈。在0.20s内磁场各点的磁感应强度由0增大到0.30T，求线圈中的平均感应电动势。
17．轻质细线吊着一质量为，边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图（乙）所示，从时刻开始经t0时间细线开始松弛，取。求：
(1)时刻穿过线圈的磁通量；
(2)在前t0时间内线圈的电功率；
(3)求t0的值。
18．如图所示，线框用导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，导体棒ab所在处为匀强磁场且B2＝2 T，已知ab长L＝0.1 m，整个电路总电阻R＝5 Ω.螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1 m2.在螺线管内有图示方向磁场B1，若 ＝10 T/s均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：(g＝10 m/s2)
(1)通过导体棒ab的电流大小？
(2)导体棒ab的质量m为多少？
四、填空题，共4小题
19．如图所示，一边长为0.1 m的单匝正方形线圈从左侧匀速进入匀强磁场，磁场的磁感应度B＝2 T．从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了________Wb；若上述过程所经历的时间为0.2 s，则线圈中产生的感应电动势为________V.
20．如图，桌面上放一闭合金属线圈，把一竖立的条形磁铁从位置A快速移到桌面上的位置B，则此过程线圈中_____（填“有”或“无”）感应电流．若此实验做了两次，磁铁从位置A移到位置B的时间第一次比第二次长，则线圈中产生的感应电动势第一次比第二次_______（填“大”或“小”）．
21．某线圈共200匝，1s时磁通量为0.5Wb，1.2s时增加为0.6Wb，则这段时间内线圈中的平均感应电动势为______．
22．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为s）
参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，磁通量的变化率可能不为零，因此闭合电路中可能有感应电流，故A错误；
BC．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接关系，穿过闭合电路的磁通量增大（或减小），但磁通量的变化率不一定增大（或减小），则产生的感应电动势不一定增大（或减小），闭合电路中的感应电流不一定增大（或减小），故B正确，C错误；
D．磁通量变化越快，感应电动势越大，感应电流也越大，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．弦振动过程中，穿过线圈的磁通量不断变化，根据楞次定律可知线圈中的电流方向不断变化。故A正确，与题意不符；
B．取走磁体，就没有磁场，穿过线圈的磁通量始终为零，电吉他将不能正常工作，故B正确，与题意不符；
C．由法拉第电磁感应定律
E=n
可知增加线圈匝数n可以增大线圈的感应电动势，故C正确，与题意不符；
D．铜质弦不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作。故D错误，与题意相符。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
AB两端的电势差大小等于金属棒AB中感应电动势的大小，为：E=B•2R=B•2R•=4BR2ω，故选C．
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．库仑利用图甲实验发现了库仑定律；而密立根通过油滴实验测出了元电荷e的值，A错误；
B．奥斯特利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场，B错误；
C．伽利略根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，C错误；
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动，D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律，则线圈中产生的感应电动势的大小为
故选D。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
BC．匀速拉动时感应电流
已知v1=2v2，则
I1∶I2=2∶1
故BC错误；
AD．线框拉出磁场的时间
根据
可知通过某截面的电荷量之比为
q1∶q2=1∶1
故A正确，D错误。
故选A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据楞次定律“来拒去留”的规律结合牛顿第三定律，可知从A到C磁铁对水平面的压力大于磁铁的重力，故A错误；
B．位置处矩形线圈中的总磁通量为最小，但并不为零，故B错误；
C．位置处矩形线圈中的磁通量变化率不为零，根据法拉第电磁感应知，感应电流不为零，故C错误；
D．细长磁铁附近是非匀强磁场，由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置B时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少，线圈从位置A到位置B，从下向上穿过abcd的磁通量在减少，线圈从位置B到位置C，从上向下穿过abcd的磁通量在增加，根据楞次定律和右手螺旋定则可判知感应电流的方向始终为，故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．线圈中磁通量变化可以产生感应电流，选项A、B无磁通量变化，没有感应电流产生，AB错误；
CD．C、D选项中，线圈中磁通量变化都产生感应电流，由图可知选项D线圈效率比C选项的高，C错误D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．原磁场向里减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，因此感应电流的方向为顺时针方向，故A错误;
B．根据法拉第电磁感应定律可知
而
因此电动势之比为16∶1，故B错误；
C．线圈电阻， 故电阻之比为4∶1，由闭合电路欧姆定律可知，则电流之比为4∶1，故C正确；
D．电功率
两线圈电流之比为4∶1，电阻之比为4∶1，则电功率之比为64∶1 ，故 ，故D错误。
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
金属杆切割磁感线产生感应电动势
E=BLv
电流
安培力
由图象可知，f∝t，则有v∝t，说明导体做匀加速运动，则有
v=at
由牛顿第二定律得
解得
故选B。
11．AD
【解析】
【详解】
（1）将铜盘看做无数条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则可知，盘边缘为电源正极，中心为负极，C点电势低于D点电势，故A正确；
（2）回路中产生的感应电动势，故B错误；
（3）此电源对外电路供电，电流方向由b经电流计再从a流向铜盘，故C错误；
（4）若铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中产生感生电场，使铜盘中的自由电荷在电场力作用下定向移动，形成涡旋电流，故D正确；
故本题选AD
【点睛】把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流；根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式，可求出感应电势；由右手定则判断出感应电流的方向，明确圆盘视为电源，电流由负极流向正极．
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据W＝Pt，则若y轴表示力做功的功率P，则面积表示该力在相应时间内所做的功，选项A正确；
B．根据Δv＝at，则若y轴表示质点运动的加速度，则面积表示该质点在相应时间内的速度的变化量，选项B错误；
C．根据q＝It可知，若y轴表示流过用电器的电流，则面积表示在相应时间内流过该用电器的电荷量，选项C正确；
D．根据E＝n，则由ΔΦ＝E·Δt知，若y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势，则面积等于该磁场在相应时间内磁通量的变化量，选项D错误。
故选AC。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确；
B．根据左手定则可以判断，CD段直线受安培力，方向向下，B错误；
C．当半圆闭合回路进入磁场一半时，这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大为
C错误；
D．感应电动势平均值式为
D正确。
故选AD。
14．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．图示时刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为a→d，bc中电流方向为c→b，线圈中感应电流的方向为adcba。故A错误；
B．线圈中的感应电动势为
线圈中的感应电流为
故B正确；
C．图示时刻B//S，B与S之间的夹角为0，根据磁通量表达式
穿过线圈的磁通量为0，故C错误；
D．图示位置某匝线圈中的感应电动势为
再由公式
联立可得
故D正确。
故选BD。
15．(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)线圈只有一半处于磁场中，有效面积S=L2，由磁通量的表达式可得
(2)由法拉第电磁感应定律可得
(3)线圈中通以稳恒电流I时，线圈的上下两边受到的安培力等大、反向，ab边受到的安培力为
由牛顿第二定律可得
联立可得线圈的瞬时加速度大小为
16．0.15V
【解析】
【分析】
【详解】
开始时，穿过线圈的磁通量，经0.20s后穿过线圈的磁通量增大到
=BS=0.30×0.10Wb=3.0×10-2Wb
3.0×10-2Wb-0=3.0×10-2Wb
在这段时间内，线圈中平均感应电动势的大小
17．(1)0.02Wb；(2)0.01W；(3)4s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题图可知
时，穿过线圈的磁通量为
(2)由法拉第电磁感应定律可得
则在前t0时间内线圈的电功率为
(3)细线刚开始松弛时
由
解得
18．（1）0.8 A ；（2）0.016 kg
【解析】
【详解】
(1)螺线管产生的感应电动势:
4×10×0.1V=4V
则
=0.8A
(2)ab所受的安培力
F=B2IL=2×0.8×0.1N=0.16N
导体棒静止时有
F=mg
求得
m=0.16kg
19． 0.02 0.1
【解析】
【详解】
从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了，线圈中产生的感应电动势．
20． 有 小
【解析】
【详解】
条形磁铁从位置A移到桌面上的位置B，穿过线圈的磁通量增大了，又因为线圈是闭合的，所以此过程线圈中有感应电流．
两次磁铁从位置A移到位置B，穿过线圈的磁通量的变化量相同，又因为第一次移动的时间比第二次长，所以第一次的磁通量的变化率比第二次的小，由法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势第一次比第二次小．
21．100V
【解析】
【详解】
1s~1.2s内磁通量的变化量为：；
由法拉第电磁感应定律得：；
故答案为100V．
22．mgd/nsq
【解析】
【详解】
磁场均匀增加时，由楞次定律可判断上极板带正电．所以平行板电容器的板间的电场方向向下，带电粒子受重力和电场力平衡，所以粒子带负电．带电粒子受重力和电场力平衡得：mg=F；，U=nS；磁感应强度的变化率
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