人教版 (2019)选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律巩固练习

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巩固练习，共17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。
一、单选题，共10小题
1．下列几种说法中正确的是（ ）
A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大
C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大
D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
2．如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为 ，则 等于（ ）
A．1/2B． C．1D．
3．如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数，分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0
B．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为
C．交流电压表的示数为
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大
4．一闭合单匝矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。已知线框的电阻为R，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示，则（ ）
A．时线框产生的感应电动势最大
B．时线框平面与磁场垂直
C．时穿过线框平面的磁通量的变化率为
D．线框中产生的电功率为
5．如图甲所示，磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E — t 关系如图乙所示。如果只将刷卡速度改为2v0，线圈中E —t 的关系可能是（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，使该线框从静止开始绕过圆心O且垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置不变，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，a、b是同一导线制成的粗细均匀的闭合导线环，两导线环的半径之比为4:5，其中仅在a环所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。当该磁场均匀变化时，a、b两环内的感应电流之比为（ ）
A．1：1B．4：5C．5：4D．16：25
8．如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为3∶4，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，a、b两环内的感应电动势大小之比为（ ）
A．3∶4B．1∶1C．9∶16D．4∶3
9．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈所在处磁感应强度越大，产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大
10．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小
C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大
D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
二、多选题，共4小题
11．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中（ ）
A．线圈中O时刻感应电动势最大
B．线圈中D时刻感应电动势为零
C．线圈中D时刻感应电动势最大
D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V
12．为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料得知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论正确的是（ ）
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应
B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象
C．若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强
13．如图所示，有矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈内阻为r，在匀强磁场B中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量的变化量为
B．平均感应电动势为
C．电阻R所产生的热量为
D．通过电阻R的电荷量为
14．如图所示，条形磁铁位于线圈的轴线上，下列过程中，能使线圈中产生较大感应电动势的是（ ）
A．条形磁铁沿轴线缓慢插入线圈
B．条形磁铁沿轴线迅速插入线圈
C．条形磁铁在线圈中保持相对静止
D．条形磁铁沿轴线从线圈中快速拔出
三、填空题，共4小题
15．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___________。
16．如图所示，矩形线圈绕轴在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中匀速转动.已知线圈面积为0.1 m2，线圈共有100匝.如果从图示位置开始计时，经0.5s线圈转动90°，则穿过线圈磁通量的变化量_____Wb，线圈中产生的平均感应电动势____V.
17．将一条形磁铁插入一闭合的螺线管线圈。第一次插入用 0.2 秒，第二次插入用 1 秒。 两次螺线管线圈中磁通量的变化相同，则两次线圈中产生的感应电动势之比为_______， 电流强度之比为_______。
18．一个200匝，面积0.2m2的均匀圆线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈垂直。若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，则在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量=___________Wb，磁通量的变化率是=___________Wb/s，线圈中的感应电动势为E=___________V。
四、解答题，共4小题
19．单匝矩形线圈abcd放置在水平面内，线圈面积为S=100cm2，线圈处在匀强磁场中，磁场方向与水平方向成30°角，求：
（1）若磁场的磁感应强度B=0.1T，则穿过线圈的磁通量为多少？
（2）若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直，且大小按B=0.1+0.2t（T）的规律变化，线圈中产生的感应电动势为多大？
20．如图所示边长为l的正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，求：
（1）穿过线框的磁通量；
（2）线框从图示位置开始绕着边转动，则该过程穿过线框的磁通量的变化量，是否会产生感应电流。
21．如图1所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈半径a=0.2m，线圈的电阻r=1Ω，在线圈的内部半径b=0.1m的圆形区域，有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图2所示，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，连接处电阻不计（结果可以保留π）。求：
（1）前4s内流过电阻R的电流大小I和方向；
（2）前4s内，AB两点间的电势差；
（3）0-6s 时间内的平均感应电动势E2。
22．一个匝数为10匝的线圈在一个在变化的磁场中，线圈的电阻R=2Ω线圈的磁通量在2.5秒时间内从0.02wb增大到0.07wb。那么：
（1）线圈产生的感应电动势为？
（2）如果把线圈连接到电阻为R=18Ω的定值电阻上，电阻上通过的电流为多少？
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
根据 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大；磁通量越大、或者磁通量变化大，或者线圈放在磁场越强的位置不动，感应电动势都不一定大，选项ABC错误，D正确；
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
设折弯前导体切割磁感线的长度为，折弯后，导体切割磁场的有效长度为
故产生的感应电动势为
所以，故ACD错误，B正确。
3．C
【解析】
【详解】
A．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，磁通量的变化量不为0，故通过线圈的电荷量不为0，A错误；
B．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为，B错误；
C．变压器副线圈电压的最大值，交流电压表的示数为，C正确；
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，变大，不变，则变小，D错误。
故选C。
4．C
【解析】
【详解】
A．由图象知s时磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律知感应电动势为零，A错误；
B．由图象知s时磁通量为零，线框平面与磁场平行，B错误；
C．在s时穿过线框平面的磁通量的变化率最大
C正确；
D．设感应电动势有效值为E，线框中产生的电功率为
，
解得
D错误。
故选C。
5．A
【解析】
【详解】
根据感应电动势公式E=BLv可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，只将刷卡速度改为2v0，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的2倍，磁卡通过刷卡器的时间与速率成反比，所用时间变为原来的一半。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
若要产生的电流相等，则产生的感应电动势应相等。设半圆半径的长度为L，从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为
根据法拉第电磁感应定律得
联立可得
故BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
两环所处磁场变化快慢一致，所以相同，处于磁场中的有效面积S也相等，所以由法拉第电磁感应定律
知两者感应电动势相等。
两环是用同一导线制成，粗细均匀，所以由电阻定律
知两环电阻比等于圆环周长之比，由圆的周长公式知，电阻比等于半径之比4:5。
感应电流
所以感应电流大小之比与半径成反比，等于5:4，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知
根据图示关系可知，a、b两个环中的有效面积是一样的，因此两个环中的磁通量相同，磁通量的变化率相同，感应电动势也相同，a、b两环内的感应电动势大小之比为，B正确。
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于线圈的匝数n和磁通量的变化率，而与磁感应强度B、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ没有直接的关系，ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
电路中产生的感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得越快，感应电动势越大。感应电动势的大小由和线圈的匝数共同决定，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然联系。
10．B
【解析】
【详解】
当线圈处于图中所示位置时，线框平面与磁场方向垂直，磁通量为最大；该位置线圈左右两条边的速度平行于磁场，有效切割速度为零，根据E=Blv知此刻电动势为零，再根据法拉第电磁感应定律，知此刻磁通量的变化率为零，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
11．ABD
【解析】
【详解】
线圈中O时刻切线斜率最大，即磁通量的变化率为最大，则感应电动势最大，线圈中D时刻磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，故AB正确，C错误．根据法拉第电磁感应定律得：，故D正确．
12．ABD
【解析】
【详解】
A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电生磁，是电流的磁效应，故A正确；
B．脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是磁生电，是电磁感应现象，故B正确；
C．将脉冲电流改为恒定电流，不会产生变化的磁场，不会产生感应电流，故C错误；
D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则产生的磁场变化的更快，在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，故D正确。
故选ABD。
13．BD
【解析】
【详解】
A．图示位置磁通量为
转过时磁通量为
则磁通量的变化量
故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势为
故B正确；
C．感应电动势的最大值为
有效值为
电流的有效值为
电阻R产生的热量
时间为
联立解得
故C错误；
D．通过电阻R的电量
故D正确。
故选BD。
14．BD
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量的变化率越大，感应电动势越大，则条形磁铁沿轴线迅速插入线圈或者从线圈中快速拔出时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大；而条形磁铁慢慢插入线圈时感应电动势较小；条形磁铁在线圈中保持相对静止时，感应电动势为零。
故选BD。
15． 电磁感应 电源 磁通量的变化率 韦伯 伏特
【解析】
【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。
16． 0.02 4
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示可知，图示时刻，磁场与平面垂直，穿过面的磁通量为BS，转过后，平面和磁场平行，穿过平面的磁通量为0，在此过程中穿过线圈磁通量的变化量
[2]由法拉第电磁感应定律可得，平均感应电动势
17． 5：1 5：1
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势：
两次螺线管线圈中磁通量的变化相同，因此感应电动势与时间成反比
[2]根据欧姆定律
可得，电流强度与电动势成正比
18． 0.08 1.6 320
【解析】
【分析】
【详解】
[1]穿过线圈的磁通量的变化量
=(B2-B1)S=0.08Wb
[2]磁通量的变化率是
=1.6 Wb/s
[3]线圈中的感应电动势为
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）穿过线圈的磁通量
（2）根据法拉第电磁感应定律：
20．（1）；（2）0， 不会产生感应电流
【解析】
【详解】
（1）根据磁通量公式，可得穿过线框的磁通量为
（2）线框从图示位置开始绕着边转动时，根据边长为的正方形区域的匀强磁场，可知穿过磁场的有效面积未变，所以磁通量为
该过程穿过线框的磁通量的变化量为
因线框中磁通量没有发生变化，故在此过程中不会产生感应电流。
21．（1），向下；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律
根据图像可得
根据闭合电路欧姆定律
解得
电流方向向下。
（2）由欧姆定律可得
（3）0-6S 时间内磁通量的变化量为
由法拉第电磁感应定律可得，平均感应电动势为
22．（1）0.2V （2）0.01A
【解析】
【详解】
（1）根据公式
（2）根据公式