人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律同步练习题

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同步练习题，共19页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共4小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
课时2法拉第电磁感应定律分层作业巩固提升（2）第二章电磁感应2021_2022学年高二物理选择性必修第二册（人教版2019）练习一、单选题，共10小题1．如图，一水平放置的单匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成角，现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是（　　）A． B．C． D．2．如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成闭合电路。电路所围区域内有方向垂直纸面向里的磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。则要使导体圆环受到向上的磁场力，电路所围区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像应该是图中的（       ） A． B． C． D．3．关于电磁感应，下列说法正确的是（　　）A．只要导体切割磁感线就会产生感应电流B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势C．感应电流的磁场总是与原来磁场的方向相反D．线圈中的电流变化越快，其自感系数就越大4．如图所示是手机无线充电板的充电原理示意图。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流后对手机电池充电。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，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是（　　）A．点c的电势高于点d的电势B．受电线圈中感应电流方向由d到cC．c、d之间的电势差为D．c、d之间的电势差为5．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　） A．减少线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯6．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7．如图所示，面积为S、匝数为n的线圈内有匀强磁场，已知磁感应强度随时间的变化规律为 （k＞0且为常数，但未知），当t＝0时磁场方向垂直纸面向里。在磁场方向改变之前，有一带电荷量为q、质量为m的粒子静止于水平放置的、间距为d的平行板电容器中间。（重力加速度为g）由此可以判断（　　）A．此粒子带正电B．磁感应强度的变化率为C．当磁场方向改变后，该粒子将向下做加速运动D．电容器所带电荷量与时间成正比8．关于感应电动势，下列说法中正确的是（       ）。A．穿过导电线圈的磁通量越大，产生的感应电动势越大B．穿过导电线圈的磁通量的变化越大，产生的感应电动势越大C．穿过导电线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大D．穿过导电线圈的磁通量为零，产生的感应电动势一定为零9．图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场磁感应强度为B，匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈绕轴做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A．电流表的示数值为B．时刻穿过线圈的磁通量变化率为C．从到这段时间通过电阻R的电荷量为D．从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为10．如图所示，空间存在垂直于纸面向内的匀强磁场B，现有用细软导线围成的三角形导体框，其中两点固定在半径为R的圆的直径两端，C点一直沿着圆弧做角速度为的匀速圆周运动，则导线框上的C点从A点出发，逆时针运动一周（时间为T）过程中产生的感应电动势（取电流B到A的方向为电动势的正方向）随时间的变化图线正确的是（　　） A． B．C． D．二、多选题，共4小题11．如图所示，金属杆ab静止放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。当磁感应强度均匀增大时，杆ab总保持静止，则（　　）A．杆中感应电流方向是从b到aB．杆中感应电流大小均匀增大C．金属杆所受安培力方向水平向左D．金属杆所受安培力大小均匀增大12．关于感应电动势的计算公式和，下列说法中正确的是（       ）A．这两个公式是完全相同的B．这两个公式是完全不同的C．后面的公式是由前面的公式在导体垂直切割磁感线情形下推导出来的特例D．前面的公式可求感生电动势，后面的公式可求动生电动势13．如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流I，矩形金属线圈abcd与导线共面，线圈的长是宽的2倍。第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点且垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是（　　）A．两次线圈所产生的平均感应电动势相等B．两次线圈所产生的平均感应电动势不相等C．两次通过线圈导线横截面的电荷量相等D．两次通过线圈导线横截面的电荷量不相等14．如图甲所示，线圈的匝数匝，横截面积。线圈总电阻，沿线圈轴向有水平方向的磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，在内，下列说法正确的是（　　）A．线圈内磁通量的变化量为B．线圈内磁通量的变化率为C．在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为D．在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为三、填空题，共4小题15．如图所示，一线圈从左侧进入磁场，线圈匝数是10匝。在此过程中，线圈中的磁通量将____（选填“增大”或“减小”）。若上述过程所经历的时间为0.2s，线圈中产生的感应电动势为8V，则线圈中的磁通量变化了_____Wb。16．面积S=0.1m2的100匝矩形线框 abcd，处在磁感应强度 B=0.1T的匀强磁场中，t=0时刻线框位于水平面，磁场方向与水平面夹角θ=角(如图所示)，当线框以 ab为轴以角速度ω=π(rad/s)顺时针转过过程中，线框产生的平均电动势为_____V17．一个面积S=4×10－2 m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈面，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图所示，由图可知，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于________Wb，在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化率等于______Wb/s，在开始2s内线圈中产生的感应电动势等于_____V18．有一个100匝的线圈，在4s内穿过它的磁通量从0.1Wb均匀增加到0.2Wb，则线圈中的感应电动势大小为_________V；线圈的总电阻是10Ω，通过线圈的电流是_______A。四、解答题，共4小题19．如图所示， 形光滑导轨水平放置，左侧接有阻值为R=2Ω的电阻，其余部分电阻不计。在虚线右侧空间中存在竖直向下的磁场，磁感应强度B=0.5T。左侧导轨宽L=1.6m，右侧导轨与虚线夹角53º，一质量为0.2kg，电阻不计的金属棒与导轨始终接触良好，t=0时刻金属棒以v0=1m/s初速度从I位置进入磁场，向右移动0.8m到达位置II。由于金属棒受到水平外力的作用，使得通过R的电流保持恒定。已知，。求：（1）金属棒到达位置II时的速度大小；（2）水平外力对金属棒做的功。20．一单匝矩形线圈垂直放入磁感应强度均匀增大的磁场中，某时刻穿过线圈的磁通量 ，经△t=1s，此时穿过线圈的磁通量 。求此过程中：（1） 线圈内磁通量的变化量ΔΦ；（2）线圈内产生的感应电动势E1；（3）其他条件不变，只将单匝线圈换成100匝的线圈，线圈内产生的感应电动势E2 。21．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，导轨间距为d=1m。M、N之间接有一个阻值为R=2 Ω的电阻，一质量为m=1kg的金属棒CD跨接在导轨之上，其电阻为r=1 Ω，且和导轨始终接触良好，导轨足够长，其余电阻不计。整个装置放在方向垂直导轨平面向下的磁场中，磁场区域足够大。求：（1）若开始时将金属棒CD固定在与金属导轨左端MN 距离1m 处，磁感应强度随时间的变化规律如图所示，0~1s内电阻中的电流大小是多少？电阻中的电流方向为？（2）若1s后释放金属棒CD，并对其施加水平向右的恒力F=8N，则金属棒由静止开始运动，最终达到的稳定速度v的大小是多少？（3）在（2）中金属棒达到稳定速度后若撤去恒力F，则在以后的运动过程中电阻R上产生的热量为多少？22．如图，交流发动机的转子有100匝，每秒转20圈，转子处在的匀强磁场中，每匝线圈的面积为，假设整个回路中的总电阻为20Ω，从图中位置开始计时。求：（1）写出线圈产生感应电动势的瞬时值表达式；（2）线圈由图位置转过角的过程中，通过电流计的电荷量。
参考答案：1．D【解析】【详解】假设原来磁感线是从正面穿向背面，以此方向为正，则原来的磁通量为旋转后磁感线从背面穿向正面，此时的磁通量为此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是故选D。2．A【解析】【详解】若要使导体圆环受到向上的磁场力，即导体圆环有向螺线管靠近的趋势，根据楞次定律可知圆环中的磁通量减小，则螺线管产生的磁场减弱，所以螺线管中的电流应减弱。根据法拉第电磁感应感应定律以及闭合电路欧姆定律综合分析可知，abcd内磁通量的变化率应减小，所以闭合回路中的磁感应强度B的变化率应减小。故选A。3．B【解析】【详解】A．当闭合回路的部分导体切割磁感线运动时才会产生感应电流，选项A错误；B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势，选项B正确；C．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，与原来磁场的方向可能相同，也可能相反，选项C错误；D．线圈的自感系数只由线圈本身决定，与线圈中的电流变化快慢无关，选项D错误。故选B。4．D【解析】【详解】AB．受电线圈内部磁场向上且增强，据楞次定律可知，受电线圈中产生的感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，AB错误；CD．根据法拉第电磁感应定律可得电动势为由于c点的电势较低，故c、d间电势差为C错误，D正确。故选D。5．B【解析】【详解】AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流；从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故A错误，B正确；C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；D．取走铁芯磁场减弱，则加热时间变长，故D错误。故选B。6．B【解析】【分析】【详解】A．若线圈闭合，进入磁场时，穿过线圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场方向向下，所以感应电流的方向从上向下看是顺时针，故A错误；B．根据法拉第电磁感应定律，传送带以较大速度匀速运动时，线圈中产生的感应电动势较大，则感应电流较大，磁场对线圈的作用力较大，故B正确；CD．由题图知第1、2、4、5、6个线圈位置均匀，则都发生了相对滑动，而第3个线圈没有向后滑动，则第3个线圈不闭合，没有产生感应电流，是不合格线圈，故CD错误。故选B。7．B【解析】【分析】【详解】A．由楞次定律可知，平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，极板间场强竖直向下，粒子在极板间静止，粒子所受静电力竖直向上，静电力方向与场强方向相反，粒子带负电，A错误；B．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势粒子静止时处于平衡状态，由平衡条件得解得B正确；C．由楞次定律可知，当磁场方向改变后，感应电动势不变，粒子受力情况不变，粒子仍静止不动，C错误；D．电容器两极板间电势差电容器所带电荷量Q与时间无关，D错误。故选B。8．C【解析】【详解】AC．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小由穿过导电线圈的磁通量的变化率决定，穿过导电线圈的磁通量越大，磁通量的变化率不一定大，产生的感应电动势不一定大；穿过导电线圈的磁通量变化越快，磁通量变化率就越大，产生的感应电动势越大， A错误，C正确；B．穿过导电线圈的磁通量的变化越大，如果磁通量变化所用时间不一定，则磁通量变化率不一定大，产生的感应电动势不一定大，B错误；D．穿过导电线圈的磁通量是零时，只要磁通量变化率不是零，则产生的感应电动势不一定是零，D错误。故选C。9．A【解析】【详解】A．产生的电动势最大值Em=nBSω电流表的示数为有效值，则有故A正确；B．t3时刻电动势E=nBSω则由法拉第电磁感应定律可知则穿过线圈的磁通量变化率为BSω；故C错误； C．从t3到t4这段时间磁通量的变化为BS，则平均电动势因此通过电阻R的电荷量为故C错误；D．t1和t3两时刻平面与磁场方向平行，磁通量均为零，从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量变化量为零，故D错误。故选A。10．A【解析】【分析】【详解】 如图，C从A点逆时针转动过程中。所以根据法拉第电磁感应定律，有可知，该图像是类似余弦函数的图像，且最大值为。故A正确；BCD错误。故选A。11．CD【解析】【分析】【详解】AC．由楞次定律知，杆中感应电流方向是从a到b，由左手定则知金属杆所受安培力方向水平向左，则选项A错误，C正确；BD．根据法拉第电磁感应定律，有可知当磁感应强度均匀增大时，产生的感应电动势大小是恒定的，由闭合电路欧姆定律知杆中感应电流大小是恒定的，金属杆所受安培力大小F=BIL随磁感应强度B均匀增大，则选项B错误，D正确。故选CD。12．CD【解析】【详解】AB．和，这两个公式不完全相同，适用于单匝线圈的任何电磁感应现象，是普遍成立的公式，涉及磁通量变化的情形往往应用计算感应电动势，求平均感应电动势也用此公式。而只适用于导体切割的情形，该公式可由推导出，AB错误；C．后面的公式是由前面的公式在导体垂直切割磁感线情形下推导出来的特例，C正确；D．前面的公式可求感生电动势，后面的公式可求动生电动势，D正确。故选CD。13．BD【解析】【详解】AB．根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈的磁通量变化量不同，根据E＝n可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，故A错误；B正确；CD．根据q＝n可知，两次通过线圈导线横截面的电荷量不相等，故C错误；D正确。故选BD。14．BD【解析】【详解】A．由图乙可知，线圈内磁通量的变化量为故A错误；B．线圈内磁通量的变化率为故B正确；CD．由法拉第电磁感应定律得线圈产生的感应电动势为在a，b间接一个的电阻时，该电阻两端的电压为故D正确，C错误。故选BD。15．     增大     0.16【解析】【详解】[1]匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，磁通量线圈从左侧进入磁场面积变大，故磁通量增大；[2]根据法拉第电磁感应定律故有16．2.8V【解析】【详解】[1]矩形线圈abcd如图所示放置，此时通过线圈的磁通量为Φ1=BSsinθ             ①当规定此时穿过线圈为正面，则当线圈绕ab轴转90°角时，穿过线圈反面，则其的磁通量Φ2=-BScosθ        ②线框产生的平均电动势             ③由①②③式解得，线框产生的平均电动势为17．     0.16     0.08     8【解析】【详解】[1]在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化量为[2]在开始2s内穿过线圈的磁通量的变化率为[3]在开始2s内线圈中产生的感应电动势为18．     2.5     0.25【解析】【详解】[1]根据法拉第电磁感应定律得[2]根据欧姆定律19．（1） 4m/s；（2） 1.66J【解析】【分析】【详解】（1）初始时刻感应电动势当金属棒向右运动x时，设金属棒的速度为v。由几何关系可知此时的有效切割长度为电动势依题意联立并代入数据，解得（2）金属棒向右运动过程中，通过R的电量为其中对金属棒由动能定理根据能量关系联立并代入数据，解得20．（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）线圈内磁通量的变化量（2）根据（3）根据21．（1），方向由M到N；（2） ；（3）【解析】【分析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，有根据闭合电路欧姆定律，有根据楞次定律，电阻中的电流方向由M到N。          （2）金属棒达到稳定后有                联立解得：   （3）撤掉外力后，导体棒做减速运动。根据能量守恒定律，导体棒的动能全部转化为内、外电路中的内能，则有代入数据解得22．（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）线圈由中性面开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为（2）根据可得线圈由图位置转过角的过程中，通过电流计的电荷量为