还剩23页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 法拉第电磁感应定律精品同步达标检测题
展开
这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 法拉第电磁感应定律精品同步达标检测题，共26页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
粤教版（2019）选择性必修二 2.2 法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止。该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止。下列说法正确的是（ ）
A．电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B．电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C．电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D．电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流
2．如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心，为半径的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（ ）
A．回路中产生的感应电流恒定
B．杆OP受到的安培力不变
C．杆MN做匀加速直线运动
D．杆MN中的电流逐渐减小
3．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力
C．制动力的大小与导体运动的速度无关
D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流
4．如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势均匀增大
B．、两点间电压为
C．点电势比点电势低
D．内通过电阻的电荷量为
5．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB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（未画出），那么A、B两端的电势差为（ ）
A．BωR2 B．3BωR2 C．4BωR2 D．6BωR2
6．下列说法正确的是（ ）
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通密度的单位定义为韦伯
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．伽利略制造出了人类历史上的第一台发电机
D．安培发现了法拉第电磁感应定律
7．如图所示，在水平面内固定两条足够长的平行金属导轨，间距为d，右端接有内阻为的电动机。导轨所在空间充满竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、阻值为r的导体棒以速度v沿导轨方向向左匀速运动，电路中的电流为I，电动机正常转动，不计导轨电阻，则（ ）
A．导体棒两端的电压为 B．电动机两端的电压为
C．电动机的输入功率为 D．电动机的输出功率为
8．如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，电阻为R，它通过两个小金属环与电阻不计的长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d，已知该金属导线与ab段金属杆围成的面积为，右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为，现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t=0时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法正确的是（ ）
A．t=时刻，回路中的感应电动势为Bdv
B．t=时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
C．t=时刻，回路中的感应电动势为2Bdv
D．t=时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
9．火车、高铁是人们日常生活中重要的交通工具，为保障运输的安全，控制中心需要确定火车位置及其运动状态。有一种电磁装置可以向控制中心传输火车相关信息，其原理是在火车首节车厢下面安装能产生匀强磁场的磁铁，俯视图如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，会产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车依次通过线圈、 时，若控制中心接收到线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车的运动情况是（ ）
A．匀速 匀速 B．加速 加速 C．加速 减速 D．减速 加速
10．如图所示，M、N为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为2：1，两线圈置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，下列判断中正确的是（ ）
A．两线圈中感应电动势之比EM：EN=2：1
B．两线圈中感应电流之比IM：IN=1：1
C．两线圈中感应电流的功率之比PM：PN=8：1
D．两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向
11．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，该“简易电动机”能逆时针旋转
B．电池的输出功率一定等于线框转动的机械功率
C．“简易电动机”转动过程中只有两条边受到安培力
D．随转动速度的增加“简易电动机”的电流逐渐减小
12．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
13．如图所示，水平桌面上有一圆形闭合线圈，右侧是匀强磁场区域，磁感应强度的方向与桌面垂直，线圈在外力作用下以恒定的速度进入匀强磁场，从线圈刚开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，线圈中的感应电动势平均值与感应电动势最大值之比为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，ab为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M。金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度为逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。半圆弧内磁场垂直纸面向外，半圆弧外磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2l、总电阻为2r，M阻值为r，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则（ ）
A．通过M的电流方向为 B．通过M的电流大小为
C．QO两点间电压为 D．PQ两点间电压为
15．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为 ，P始终保持静止状态，则（ ）
A．零时刻 ，此时P无感应电流
B． 时刻，P有收缩的趋势
C． 时刻 ，此时P中感应电流最大
D． 时刻 ，此时穿过P的磁通量最大
二、填空题
16．如图所示，条形磁铁正下方有一固定的单线圈，当磁铁竖直向下靠近线圈时，穿过线圈的磁通量将________（填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.2Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V．
17．一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，导线ab=30cm，bc=40cm。导线以v=5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为_________V。
18．电磁感应定律
（1）感应电动势
在___________现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于___________。
（2）法拉第电磁感应定律
a.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的___________成正比。
b.公式：，其中n为线圈的匝数。
c.在国际单位制中，磁通量的单位是___________，感应电动势的单位是___________。
三、解答题
19．如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5m，接有R＝0.2Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小，并指出ab哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少。
20．如图所示，在范围足够大、方向竖直问下的匀强磁场中，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4m，框架上放置一接入电路的电阻为1Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计，磁场的磁感应强度B=0.2T。t=0时刻，cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=4m/s²由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
(1)在0~2s内平均感应电动势是多少?
(2)第2s末，回路中的电流多大?
21．如何从能量守恒定律的角度去认识闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律？
22．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、接入电路的电阻为1 Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计。若cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=2 m/s2由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
（1）在5 s内，回路产生的平均感应电动势是多大？
（2）第5 s末，回路中的电流是多大？
（3）第5 s末，作用在cd杆上的水平外力大小为多少？
参考答案：
1．D
【详解】
电流表未接导线与接导线时，表针晃动的过程中均会带动内部线圈切割磁感线，从而产生感应电动势，而未接导线时不是闭合回路，不会产生感应电流，接导线时构成闭合回路，会产生感应电流，从而阻碍表针的晃动。综上所述可知ABC错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．杆OP匀速转动切割磁感线产生的感应电动势为
因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，杆OP转动过程中产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势，感应电流方向与原来电流方向相反，使回路电流减小，故A错误；
B．回路电流减小，杆OP受到的安培力减小，故B错误；
CD．MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故C错误D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量，A错误；
B．如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生的磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运动的制动力，B错误；
C．导体运动的速度磁通量变化越快，产生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，C错误；
D．在制动过程中，运动导体速度减小，要想使导体获得恒定的制动力，需要增加导体所处的磁场的磁感应强度，可以通过增大线圈中的电流来增加磁场强度，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．由图乙可知B随t均匀变化，所以线圈中的磁通量变化率恒定，产生的感应电动势恒定，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为
故B错误；
C．根据楞次定律可知电流从a点流出、b点流入，所以a点电势比b点电势高1.2V，故C错误；
D．通过电阻的电流为
内通过电阻的电荷量为
故D正确。
故选D。
5．C
【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
ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通量的单位定义为韦伯，A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，B正确；
C．法拉第制造出了人类历史上的第一台发电机，C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，但是没有提出了法拉第电磁感应定律，纽曼和韦伯先后提出了电磁感应定律，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知导体棒两端的电压为
故A错误；
B．电动机正常转动时为非纯电阻元件，此时其两端电压大于，故B错误；
C．电动机的输入功率为
故C错误；
D．电动机的输出功率为
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
ABD．导线切割磁感线产生的感应电动势
其中l指的是有效切割长度，当
时，导线的有效切割长度为零，所以感应电动势为0，此时电流的方向第一次发生改变，故B正确，A、D错误；
C．当
时，电路中的有效切割长度
所以感应电动势
故C错误。
故选B。
9．C
【详解】
由图像得到，线圈两端的电压大小与时间整正比，即
由法拉第电磁感应定律可得
联立解得
均一定，则速度与时间成正比，所以火车做匀加速或匀减速直线运动；
由图像可知，当火车依次通过线圈、时，其运动情况是加速、减速。
故选C。
10．C
【详解】
A．根据法拉第电磁感应定律有
由题知圆环半径之比
所以
选项A错误；
B．根据电阻定律有
所以电阻之比
则两线圈中感应电流之比
选项B错误；
C．两线圈中感应电流的功率之比
选项C正确；
D．当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，根据楞次定律和右手螺旋定则可知两线圈中感应电流的方向均为逆时针方向，选项D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，A错误；
B．电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B错误；
C．“简易电动机”转动过程中，线框会有四条边都受到安培力的作用，C错误；
D．一开始，线圈相当于纯电阻，电阻较小，电流较大；随转动速度的增加时，因导线切割磁感应线，产生的感应电流逐渐增大且与电源电流方向相反，则线框电流逐渐减小，D正确。
故选D。
12．B
【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。
13．D
【详解】
感应电动势最大值即为切割磁感线等效长度最大时的电动势，故
感应电动势平均值
，
因此
故
故D正确，ABC错误。
故选D。
14．C
【详解】
A．根据右手定则可知金属棒O端为负极，Q端为正极，则M的电流方向从a→O，A错误；
B．金属棒转动产生的电动势为
根据欧姆定律有
B错误；
C．由于其余电阻忽略不计，则OQ两点间电压，即电阻M的电压，根据欧姆定律有
C正确；
D．金属棒PQ转动产生的电动势为
由于PQ没有连接闭合回路，则PQ两点间电压，即金属棒PQ转动产生的合电动势，D错误。
故选C。
15．D
【详解】
A．零时刻线圈Q中电流变化率为零，根据楞次定律可知线圈P中感应电流为零，不受安培力作用，因此FN=G，选项A错误；
B．t1时刻线圈Q中电流减小，根据楞次定律可知为阻碍磁通量变化，线圈P的面积有增大的趋势，同时受到向上的安培力，因此FN
D．t3时刻线圈Q中电流最大，线圈P中磁通量最大，但因磁通量变化率为零，线圈P无感应电流，二者之间没有安培力，因此FN=G，选项D正确。
故选D。
16． 变大 0.4
【详解】
在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大，由法拉第电磁感应定律可得：．
17．1.0
【详解】
由题可得ac=50cm，当切割磁感线的有效长度L=ac=50cm时，产生的感应电动势最大，最大值为
18． 电磁感应 电源 磁通量的变化率 韦伯 伏特
【详解】
（1）[1][2]在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
（2）[3][4][5]法拉第电磁感应定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特。
19．(1)E=0.8V；a端电势高；(2)I=4.0A；(3)F=0.8N。
【详解】
(1) 根据法拉第电磁感应定律，有
E=BLv=0.8V
根据右手定则可判断a端电势高；
(2)由欧姆定律可得
(3) 导体棒ab受到的安培力为
FA=BIL=0.8N
要维持ab向右匀速运动, 根据平衡力可知，作用在ab上的水平外力为
F= FA =0.8N
20．(1)0.32V；(2)0.64A
【详解】
(1)金属杆2s内的位移
x＝at2＝8m
由法拉第电磁感应定律得
(2)金属杆第2s末的速度
v′＝at＝8m/s
此时回路中的感应电动势
E′＝Blv′
则回路中的电流为
21．见解析
【详解】
解：把闭合电路欧姆定律的表达式E=U+Ir乘以I可得
IE=IU+I2r
再乘以t可得
IEt=IUt+I2rt
上式中IEt是电源在时间t内提供的电能，IUt是外电路上转化为其它形式的能量，I2rt是电能转化为电源内部的内能，可见闭合电路欧姆定律就是能量守恒定律在电路中的反映；
在电磁感应现象中，以导线切割磁感线的情况为例，如图所示，设外力F使长为L的导线ab在时间t内匀速运动的距离
d=vt
回路中产生的电流I，同时导线受到安培力
F安=BLI
这一运动中外力做功，即消耗的机械能
E机=W=Fd=BLIvt
设回路中产生的电动势为E，在时间t内电源提供的电能
E电=EI
由能量转化和守恒定律可知
E机=E电
即
BLIvt=EIt
可得
E=BLv
法拉第电磁感应定律就是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。
22．（1）0.4 V；（2）0.8 A；（3）0.164 N
【详解】
（1）金属杆5 s内的位移
金属杆5 s内的平均速度
故平均感应电动势
（2）金属杆第5 s末的速度
此时回路中的感应电动势
则回路中的电流
（3）金属杆做匀加速直线运动，则
又
故
粤教版（2019）选择性必修二 2.2 法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止。该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止。下列说法正确的是（ ）
A．电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B．电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C．电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D．电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流
2．如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心，为半径的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（ ）
A．回路中产生的感应电流恒定
B．杆OP受到的安培力不变
C．杆MN做匀加速直线运动
D．杆MN中的电流逐渐减小
3．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力
C．制动力的大小与导体运动的速度无关
D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流
4．如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势均匀增大
B．、两点间电压为
C．点电势比点电势低
D．内通过电阻的电荷量为
5．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB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（未画出），那么A、B两端的电势差为（ ）
A．BωR2 B．3BωR2 C．4BωR2 D．6BωR2
6．下列说法正确的是（ ）
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通密度的单位定义为韦伯
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．伽利略制造出了人类历史上的第一台发电机
D．安培发现了法拉第电磁感应定律
7．如图所示，在水平面内固定两条足够长的平行金属导轨，间距为d，右端接有内阻为的电动机。导轨所在空间充满竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、阻值为r的导体棒以速度v沿导轨方向向左匀速运动，电路中的电流为I，电动机正常转动，不计导轨电阻，则（ ）
A．导体棒两端的电压为 B．电动机两端的电压为
C．电动机的输入功率为 D．电动机的输出功率为
8．如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，电阻为R，它通过两个小金属环与电阻不计的长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d，已知该金属导线与ab段金属杆围成的面积为，右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为，现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，t=0时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法正确的是（ ）
A．t=时刻，回路中的感应电动势为Bdv
B．t=时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
C．t=时刻，回路中的感应电动势为2Bdv
D．t=时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向
9．火车、高铁是人们日常生活中重要的交通工具，为保障运输的安全，控制中心需要确定火车位置及其运动状态。有一种电磁装置可以向控制中心传输火车相关信息，其原理是在火车首节车厢下面安装能产生匀强磁场的磁铁，俯视图如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，会产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车依次通过线圈、 时，若控制中心接收到线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车的运动情况是（ ）
A．匀速 匀速 B．加速 加速 C．加速 减速 D．减速 加速
10．如图所示，M、N为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为2：1，两线圈置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，下列判断中正确的是（ ）
A．两线圈中感应电动势之比EM：EN=2：1
B．两线圈中感应电流之比IM：IN=1：1
C．两线圈中感应电流的功率之比PM：PN=8：1
D．两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向
11．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，该“简易电动机”能逆时针旋转
B．电池的输出功率一定等于线框转动的机械功率
C．“简易电动机”转动过程中只有两条边受到安培力
D．随转动速度的增加“简易电动机”的电流逐渐减小
12．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
13．如图所示，水平桌面上有一圆形闭合线圈，右侧是匀强磁场区域，磁感应强度的方向与桌面垂直，线圈在外力作用下以恒定的速度进入匀强磁场，从线圈刚开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，线圈中的感应电动势平均值与感应电动势最大值之比为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，ab为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M。金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度为逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。半圆弧内磁场垂直纸面向外，半圆弧外磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2l、总电阻为2r，M阻值为r，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则（ ）
A．通过M的电流方向为 B．通过M的电流大小为
C．QO两点间电压为 D．PQ两点间电压为
15．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为 ，P始终保持静止状态，则（ ）
A．零时刻 ，此时P无感应电流
B． 时刻，P有收缩的趋势
C． 时刻 ，此时P中感应电流最大
D． 时刻 ，此时穿过P的磁通量最大
二、填空题
16．如图所示，条形磁铁正下方有一固定的单线圈，当磁铁竖直向下靠近线圈时，穿过线圈的磁通量将________（填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.2Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V．
17．一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，导线ab=30cm，bc=40cm。导线以v=5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为_________V。
18．电磁感应定律
（1）感应电动势
在___________现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于___________。
（2）法拉第电磁感应定律
a.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的___________成正比。
b.公式：，其中n为线圈的匝数。
c.在国际单位制中，磁通量的单位是___________，感应电动势的单位是___________。
三、解答题
19．如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5m，接有R＝0.2Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小，并指出ab哪端电势高；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少。
20．如图所示，在范围足够大、方向竖直问下的匀强磁场中，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4m，框架上放置一接入电路的电阻为1Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计，磁场的磁感应强度B=0.2T。t=0时刻，cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=4m/s²由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
(1)在0~2s内平均感应电动势是多少?
(2)第2s末，回路中的电流多大?
21．如何从能量守恒定律的角度去认识闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律？
22．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg、接入电路的电阻为1 Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计。若cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a=2 m/s2由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
（1）在5 s内，回路产生的平均感应电动势是多大？
（2）第5 s末，回路中的电流是多大？
（3）第5 s末，作用在cd杆上的水平外力大小为多少？
参考答案：
1．D
【详解】
电流表未接导线与接导线时，表针晃动的过程中均会带动内部线圈切割磁感线，从而产生感应电动势，而未接导线时不是闭合回路，不会产生感应电流，接导线时构成闭合回路，会产生感应电流，从而阻碍表针的晃动。综上所述可知ABC错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．杆OP匀速转动切割磁感线产生的感应电动势为
因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，杆OP转动过程中产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势，感应电流方向与原来电流方向相反，使回路电流减小，故A错误；
B．回路电流减小，杆OP受到的安培力减小，故B错误；
CD．MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故C错误D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量，A错误；
B．如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生的磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运动的制动力，B错误；
C．导体运动的速度磁通量变化越快，产生的感应电流越强，制动器对转盘的制动力越大，C错误；
D．在制动过程中，运动导体速度减小，要想使导体获得恒定的制动力，需要增加导体所处的磁场的磁感应强度，可以通过增大线圈中的电流来增加磁场强度，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．由图乙可知B随t均匀变化，所以线圈中的磁通量变化率恒定，产生的感应电动势恒定，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为
故B错误；
C．根据楞次定律可知电流从a点流出、b点流入，所以a点电势比b点电势高1.2V，故C错误；
D．通过电阻的电流为
内通过电阻的电荷量为
故D正确。
故选D。
5．C
【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
ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，磁通量的单位定义为韦伯，A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，B正确；
C．法拉第制造出了人类历史上的第一台发电机，C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，但是没有提出了法拉第电磁感应定律，纽曼和韦伯先后提出了电磁感应定律，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知导体棒两端的电压为
故A错误；
B．电动机正常转动时为非纯电阻元件，此时其两端电压大于，故B错误；
C．电动机的输入功率为
故C错误；
D．电动机的输出功率为
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
ABD．导线切割磁感线产生的感应电动势
其中l指的是有效切割长度，当
时，导线的有效切割长度为零，所以感应电动势为0，此时电流的方向第一次发生改变，故B正确，A、D错误；
C．当
时，电路中的有效切割长度
所以感应电动势
故C错误。
故选B。
9．C
【详解】
由图像得到，线圈两端的电压大小与时间整正比，即
由法拉第电磁感应定律可得
联立解得
均一定，则速度与时间成正比，所以火车做匀加速或匀减速直线运动；
由图像可知，当火车依次通过线圈、时，其运动情况是加速、减速。
故选C。
10．C
【详解】
A．根据法拉第电磁感应定律有
由题知圆环半径之比
所以
选项A错误；
B．根据电阻定律有
所以电阻之比
则两线圈中感应电流之比
选项B错误；
C．两线圈中感应电流的功率之比
选项C正确；
D．当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，根据楞次定律和右手螺旋定则可知两线圈中感应电流的方向均为逆时针方向，选项D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，A错误；
B．电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B错误；
C．“简易电动机”转动过程中，线框会有四条边都受到安培力的作用，C错误；
D．一开始，线圈相当于纯电阻，电阻较小，电流较大；随转动速度的增加时，因导线切割磁感应线，产生的感应电流逐渐增大且与电源电流方向相反，则线框电流逐渐减小，D正确。
故选D。
12．B
【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。
13．D
【详解】
感应电动势最大值即为切割磁感线等效长度最大时的电动势，故
感应电动势平均值
，
因此
故
故D正确，ABC错误。
故选D。
14．C
【详解】
A．根据右手定则可知金属棒O端为负极，Q端为正极，则M的电流方向从a→O，A错误；
B．金属棒转动产生的电动势为
根据欧姆定律有
B错误；
C．由于其余电阻忽略不计，则OQ两点间电压，即电阻M的电压，根据欧姆定律有
C正确；
D．金属棒PQ转动产生的电动势为
由于PQ没有连接闭合回路，则PQ两点间电压，即金属棒PQ转动产生的合电动势，D错误。
故选C。
15．D
【详解】
A．零时刻线圈Q中电流变化率为零，根据楞次定律可知线圈P中感应电流为零，不受安培力作用，因此FN=G，选项A错误；
B．t1时刻线圈Q中电流减小，根据楞次定律可知为阻碍磁通量变化，线圈P的面积有增大的趋势，同时受到向上的安培力，因此FN
D．t3时刻线圈Q中电流最大，线圈P中磁通量最大，但因磁通量变化率为零，线圈P无感应电流，二者之间没有安培力，因此FN=G，选项D正确。
故选D。
16． 变大 0.4
【详解】
在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大，由法拉第电磁感应定律可得：．
17．1.0
【详解】
由题可得ac=50cm，当切割磁感线的有效长度L=ac=50cm时，产生的感应电动势最大，最大值为
18． 电磁感应 电源 磁通量的变化率 韦伯 伏特
【详解】
（1）[1][2]在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
（2）[3][4][5]法拉第电磁感应定律内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，感应电动势的单位是伏特。
19．(1)E=0.8V；a端电势高；(2)I=4.0A；(3)F=0.8N。
【详解】
(1) 根据法拉第电磁感应定律，有
E=BLv=0.8V
根据右手定则可判断a端电势高；
(2)由欧姆定律可得
(3) 导体棒ab受到的安培力为
FA=BIL=0.8N
要维持ab向右匀速运动, 根据平衡力可知，作用在ab上的水平外力为
F= FA =0.8N
20．(1)0.32V；(2)0.64A
【详解】
(1)金属杆2s内的位移
x＝at2＝8m
由法拉第电磁感应定律得
(2)金属杆第2s末的速度
v′＝at＝8m/s
此时回路中的感应电动势
E′＝Blv′
则回路中的电流为
21．见解析
【详解】
解：把闭合电路欧姆定律的表达式E=U+Ir乘以I可得
IE=IU+I2r
再乘以t可得
IEt=IUt+I2rt
上式中IEt是电源在时间t内提供的电能，IUt是外电路上转化为其它形式的能量，I2rt是电能转化为电源内部的内能，可见闭合电路欧姆定律就是能量守恒定律在电路中的反映；
在电磁感应现象中，以导线切割磁感线的情况为例，如图所示，设外力F使长为L的导线ab在时间t内匀速运动的距离
d=vt
回路中产生的电流I，同时导线受到安培力
F安=BLI
这一运动中外力做功，即消耗的机械能
E机=W=Fd=BLIvt
设回路中产生的电动势为E，在时间t内电源提供的电能
E电=EI
由能量转化和守恒定律可知
E机=E电
即
BLIvt=EIt
可得
E=BLv
法拉第电磁感应定律就是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。
22．（1）0.4 V；（2）0.8 A；（3）0.164 N
【详解】
（1）金属杆5 s内的位移
金属杆5 s内的平均速度
故平均感应电动势
（2）金属杆第5 s末的速度
此时回路中的感应电动势
则回路中的电流
（3）金属杆做匀加速直线运动，则
又
故
相关试卷
人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律优秀巩固练习： 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优秀巩固练习，文件包含22《法拉第电磁感应定律》分层练习原卷版-人教版高中物理选修二docx、22《法拉第电磁感应定律》分层练习解析版-人教版高中物理选修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。
粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四节 电磁波谱优秀同步测试题： 这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第二册第四节 电磁波谱优秀同步测试题，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
粤教版2019 高中物理 选修二 4.3电磁波的发射、传播和接收 同步练习（Word版含解析）： 这是一份粤教版2019 高中物理 选修二 4.3电磁波的发射、传播和接收 同步练习（Word版含解析），共19页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，手机发射和接收的信号属于电磁波，下面关于电视的说法中错误的是等内容，欢迎下载使用。
