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练习

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练习，共12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．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系，如图所示，在下列各个时刻，线圈中感应电动势最小的是（　　）A．1s末 B．3s末 C．4s末 D．8s末2．物理学的发展是世界顶尖科学家智慧的结晶，如：伽利略、牛顿、法拉第，安培等科学家为物理学的发展拓荒开道，下列说法中符合物理史实的是（　　）A．伽利略利用斜面实验研究自由落体运动的规律，建立了平均速度、瞬时速度和加速度的概念B．牛顿在伽利略斜面实验的基础上，利用合理外推驳斥了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点C．法拉第发现了产生感应电流的条件和规律，并对理论和实验资料进行严格分析后得出电磁感应定律D．安培在研究磁场的来源时，发现通电导线周围存在磁场，提出分子电流假说3．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（　　）A．线圈中感应电动势每秒钟增加2VB．线圈中感应电动势每秒钟减少2VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势保持2V不变4．如图甲所示，平行纸面放一环形闭合导体线圈，线圈所在空间充满垂直纸面的匀强磁场，该磁场方向垂直纸面向里为B的正方向，线圈中感应电流方向沿顺时针方向为正方向，如要产生如图乙所示的随时间变化的感应电流，则磁感应强度B随时间变化图象可能是图中的（ ）A． B．C． D．5．半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，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，如图所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为+q的微粒，从静止释放，两板间距足够长。则以下说法正确的是（　　） A．第1秒内上极板的电势高于下极板的电势B．第1秒内与第2秒内粒子所受电场力方向相反C．第1秒时粒子将的速度最大D．2秒内粒子的位移为零6．一根导体棒在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直。如图所示，则有（　　）A． B．，越来越大C．，越来越大 D．，保持不变7．如图所示，在光滑绝缘水平面上有一正方形线框，线框由均匀电阻丝制成，边长为L，总电阻值为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。线框沿垂直于方向的速度进入磁场，当对角线刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成角，则对角线刚进入磁场时（　　）A．线框产生的感应电动势为 B．线框中的感应电流为C．线框所受安培力大小为 D．两端的电压为8．在匀强磁场中放置一匝数为100匝的闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直，线圈面积为1×10-2m2。磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　）A．线圈在第1s内产生的感应电动势大于第3s内产生的感应电动势B．第2s内穿过线圈的磁通量为2×10-2WbC．在t＝2s到t＝4s内穿过线圈的磁通量变化量等于0D．在第3s末线圈中的感应电动势等于09．英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是(　 　) A．0 B． r2qk/2 C．2πr2qk D．πr2qk10．如图所示，单匝金属线圈半径为r1，电阻为R，内部存在一圆形区域匀强磁场，磁场区域半径为r2，磁感应强度随时间的变化为B=kt(k>0），磁场方向垂直纸面向外，下列说法正确的是 A．线圈中感应电流的方向为逆时针方向B．线圈具有收缩趋势C．线圈中感应电流的大小为D．线圈中感应电动势的大小为11．如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A．t＝1s时，ab边受到的安培力方向向右B．t＝1s时，ab边受到的安培力方向向左C．t＝2s时，ab边受到的安培力最大D．t＝4s时，ab边受到的安培力最大12．轨道列车利用磁场制动的原理可简化为如图所示的物理模型。水平面上间距为的平行光滑导轨间分布着一系列磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示。相邻磁场边界的间距为，磁场边界与轨道垂直。矩形的线框的质量为m，，，初始时刻线框的速度为v，边恰好要进入下一磁场，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　）A．线框做匀减速直线运动直到静止B．初始时刻线框切割磁感线产生的总电动势为C．若增大磁感应强度后线框减速到停下的距离不变D．线框减速到0的过程中，安培力对边做的功为13．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adcba14．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，下列说法正确的是（　　） A．为了减小电阻，电吉他应选用银质弦B．使磁体N、S位置互换，电吉他将不能正常工作C．减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流大小发生变化，方向保持不变15．如图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率（k＞0），ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ。则（ ）A．圆环具有扩张的趋势B．圆环中产生顺时针方向的感应电流C．图中ab两点间的电压大小为D．圆环中感应电流的大小为二、填空题（共4题）16．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF．闭合开关，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．电路中电流稳定后电容器两板间的电压是_____V，下极板带_____电．17．一个20匝的闭合线圈，面积为S=0.1m2，总电阻为R=2Ω，垂直通过线圈的匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则在0～1s的时间内通过线圈导线截面的电量为_______________C。若t0时刻通过线圈的感应电流等于0～t0时间内通过线圈的平均感应电流，则t0=_____________s。18．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1．线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取g=10m/s2）（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为___________匝．（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率等于___________T/s．19．在研究电磁感应现象的实验中所用的实验仪器如图所示，它们是：（1）电流计（2）直流电源（3）带铁芯的线圈a（4）线圈（5）电键（6）滑动变阻器。①某同学将实物连成电路，检查无误后，闭合电键的瞬间发现电流计的指针向右偏转。在闭合电键一段时间后电路达到稳定，电流计的指针指在________位置（填写“0刻线的左方”或“0刻线”或“0刻线的右方”）。断开电键的瞬间，电流计的指针将________偏转（填写“向左”或“不”或“向右”）。②某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（填写“大”或“小”），原因是线圈中__________（填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第一次比第二次的大。三、综合题（共4题）20．如图所示，固定在水平面上间距为L的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为L、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．PQ的质量为m，金属导轨足够长，电阻忽略不计。（1）闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F；（2）断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中棒PQ移动的位移为X，求该过程安培力做的功W。 21．轻质细绳吊着一质量为、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，从开始经时间细线开始松弛，取，求：（1）在前时间内线圈中产生的电动势大小和判断线圈中的电流方向（顺时针还是逆时针）？（2）在前时间内线圈的电功率？（3）的值？22．在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置（如图所示）。在轮子的边缘贴上一小磁铁，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑（DIS实验器材）。如果小线圈的面积为S，匝数为N，回路的总电阻为R，小磁铁附近的磁感应强度最大值为B。实验发现，轮子转过θ弧度时，小线圈处的磁感应强度由最大值变为零。他说：“只要测得此过程感应电流的平均值I，就可以求得转轮转速的大小。”请你运用所学的知识推证该同学的判断是否正确，如果正确，请推导出转轮转速的表达式；如果不正确，请说明理由。23．如图所示，竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B0=0.5T，并且以=1T/s在增加，水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计，导轨宽为0.5m，左端所接电阻R=0.4Ω．在导轨上l=1.0m处的右端搁一金属棒ab，其电阻R0=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，欲将重物吊起，问： （1）感应电流的方向（请将电流方向标在本题图上）以及感应电流的大小；（2）经过多长时间能吊起重物．
参考答案：1．D2．A3．D4．C5．A6．B7．B8．B9．D10．C11．A12．D13．D14．C15．D16．     0.6     正17．     0.12     1.818．     25     0.119．     0刻线     向左     大     磁通量变化率20．（1）；（2）21．（1），逆时针方向（2）（3）22．设转轮的角速度、转速分别为ω和n。轮子转过θ角度所需时间为∆t，穿过线圈的磁通量的变化量为∆Φ，线圈中产生的感应电动势的平均值为E。根据法拉第电磁感应定律有E=由闭合电路欧姆定律，感应电流的平均值I=又∆t=，n=解得n=由解得的结果看，该同学的判断是正确的。23．（1） ，1A，；（2）39.5s