高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册法拉第电磁感应定律课时练习

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【同步练习】
一、单选题
1．如图所示，和是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定的质量和电阻。开始时，开关S处于断开状态，让杆由静止开始自由下落，一段时间后将开关S闭合。闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．杆可能做匀速直线运动B．杆可能做匀加速直线运动
C．杆下落过程机械能守恒D．杆受到安培力对杆做正功
2．某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形，两个正方形的边长均为L，A、B两点之间的距离远小于L，在右侧正方形区域存在均匀增强的磁场，磁感应强度随时间的变化率，则A、B两点之间的电势差为（ ）
A．B．C．D．
3．一直径为d、电阻为r的均匀光滑金属圆环水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，如图所示。一根长为d、电阻为的金属棒ab始终在圆环上以速度v（方向与棒垂直）匀速平动，与圆环接触良好。当ab棒运动到圆环的直径位置时，ab棒中的电流为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，虚线PQ为匀强磁场的左边界，虚线右侧存在着垂直水平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场，粗细均匀边长为L的单匝正方形金属线框abcd，总电阻为R，水平向右匀速进入磁场，当线框的对角线bd恰好与磁场边界线重合时，线框的速度大小为。则针对图示时刻下列判断正确的是（ ）
A．线框中的感应电流沿顺时针方向 B．b、c两点间的电势差
C．线框受到的安培力大小为 D．线框受到安培力的方向垂直bc边向左
5．如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里，规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流i的正方向，要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为（ ）
A．B．C．D．
6．如图1所示，10匝铜导线制成的线圈两端M、N与一理想电压表相连，线圈内磁场方向垂直纸面向里，线圈中磁通量的变化规律如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的正接线柱接线圈的N端 B．线圈中磁通量的变化量为1.5Wb
C．线圈中磁通量的变化率为0.5Wb/s D．电压表的示数为5V
7．如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（ ）
A．B．C．D．
8．如图甲，圆形导线框固定在匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直，规定垂直平面向里为磁场的正方向，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则图中正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．如图甲所示，正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直。磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在与的时间内（ ）
A．通过金属框的电荷量之比为 B．金属框中电流的电功率之比为
C．金属框中产生的焦耳热之比为 D．金属框边受到的安培力方向相同
导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为，导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压，则（ ）
，流过定值电阻R的感应电流由b到d
B．，流过定值电阻R的感应电流由b到d
C．，流过定值电阻R的感应电流由b到d
D．，流过定值电阻R的感应电流由d到b
11．如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V
B．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V
C．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V
D．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V
12．如图所示，一个正方形有界匀强磁场区域，边长为2L，磁场方向垂直纸面向里。一个矩形闭合导线框abcd，ab边长为L，bc边长为0.5L，该导线框沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）。（ ）
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
B．导线框进入和离开磁场时，c、d两点间电势差不变
C．导线框进入和离开磁场时，受到的安培力方向都水平向左
D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左；离开磁场时受到的安培力方向水平向右
13．轻质细线吊着一质量为m = 0.4kg、边长为L = 1m、匝数为N = 10的正方形线圈，其总电阻为R = 1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流大小为1A B．线圈中感应电流的方向为逆时针
C．t = 0时轻质细线的拉力等于线圈的重力 D．0—6s内线圈产生的焦耳热为6J
14．如图所示竖直U形光滑轨道宽L=0.8m置于垂直纸面向外的匀强磁场B中，磁感应强度B=5T。质量为m=0.8kg，电阻为r=2Ω的导体棒ab与U形轨道接触良好，恰好可以匀速下滑，其中R=8Ω，取。下面说法正确的是（ ）
A．ab中的电流方向为a向b B．通过R电流大小为2A
C．ab两端的电压为4V D．ab运动的速度为1m/s
15．如图甲所示，在绝缘的水平地面上有一质量为m的单匝金属线框，线框的材料粗细均匀，且线框一直未离开地面。设线框的长为a，宽为b，线框的总电阻为R，整个线框的上半部分处于一磁场中，虚线为磁场的边界磁场的变化规律如乙图所示，设t=0时刻磁感应强度为B0，磁场方向向里。在时间0~t内，下列说法正确的是（ ）
A．线框对地面的压力有可能等于线框的重力 B．线框受到的安培力始终竖直向下
C．线框中的电动势为 D．线框中的感应电流的方向先顺时针后逆时针
16.新冠疫情影响国计民生，牵动着每一个人的心。最危急的时刻，医护人员总是战斗在第一线，是最可爱的人。如图所示，这是一个类似医护标志的粗细均匀的同种材料金属线框，每一直边的长度都是L。线圈向右匀速通过宽度为3L的匀强磁场区域，t=0时，线框开始进入磁场。若逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中的感应电流i随时间变化的图像是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
17．如图所示，在光滑绝缘水平面上有一正方形线框abcd，线框由均匀电阻丝制成，边长为L，总电阻阻值为r。两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向竖直向下。线框abcd以垂直于cd方向的速度进入磁场，当对角线ac刚进入磁场时，线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，则对角线ac刚进入磁场时（ ）
A．线框产生的感应电动势为2BLv B．线框中的感应电流为
C．cd边所受安培力大小为 D．a、c两端的电压为BLv
18．如图所示，一铝质圆环平放在绝缘的水平面上，从1s末开始，整个圆环处于方向竖直向下、均匀分布的磁场中，其磁感应强度大小随时间变化规律为B=k（t-1）（k>0），则圆环产生的感应电动势E、圆环对水平面的压力FN随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
19．如图，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有两根完全相同的金属棒a和b垂直静置于水平光滑平行金属导轨上。导轨间距为L，电阻不计，金属棒与导轨接触良好，两根金属棒质量均为m，电阻均为R。某时刻给a施加一个水平向右的恒力F，关于a、b棒最终的状态，下列说法正确的是（ ）
A．a、b棒处于相对静止的状态B．a棒受到的安培力与F是一对平衡力
C．b棒的加速度为D．回路中的电功率为
20．如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是（ ）
A．保持磁场不变，在线圈的半径由2r变到3r的过程中，线圈内有顺时针的电流
B．保持磁场不变，在线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，线圈内有逆时针的电流
C．保持线圈半径不变，使磁感应强度随时间按B=kt变化，线圈中的电流为
D．保持线圈半径不变，使磁感应强度随时间按B=kt变化，线圈中的电流为
三、填空题
21．下面三个图中磁感应强度B，导线长度均为L，导线的速度均为v，如图1，E=_______，如图2，E=______，如图3，E=_______。
22．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且边始终与水平的磁场边界平行。当边刚进入磁场时，则线框中产生的感应电流的方向为___________选填“顺时针”或“逆时针”）；线框中产生的感应电流的大小为___________；两点间的电势差大小___________；
四、解答题
23．空间某区域存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度为。在磁场的区域内有两根距离 的平行金属导轨PQ、MN，固定在竖直平面内，如图所示。PM间连接有的电阻。导体棒cd沿导轨平面向右匀速运动，在回路中产生的电流 。求：
（1）导体棒cd所受安培力F的大小；
（2） 内电流在电阻R上产生的焦耳热。
24．如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁感应强度B = 5T的匀强磁场垂直导轨平面向下。两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好。在棒上施加水平拉力使其以速度v= 5m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：
（1）金属棒产生的感应电动势；
（2）通过电阻R的电流大小和方向；
（3）水平拉力的大小F。