人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应2 法拉第电磁感应定律课后复习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应2 法拉第电磁感应定律课后复习题，共22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4法拉第电磁感应定律的应用分层作业夯实基础（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．如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（       ）A． B． C． D．2．如图所示，边长为L的正方形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴以角速度匀速转动，ab边距轴，则在该位置（　　）A．ab边受到的安培力大小是cd边安培力大小的B．ab边的动生电动势是cd边动生电动势的C．线圈在该位置磁通量为0，感应电动势为0D．ad边和bc边在该位置受到的安培力不为03．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在槽内沿顺时针方向做匀速圆周运动，现加一竖直向上的磁感应强度均匀减小的磁场，则（　　）A．小球速度变大 B．小球速度变小C．小球速度不变 D．小球速度可能变大也可能变小4．如图甲所示，等边三角形金属框ACD的边长均为L，单位长度的电阻为r，E为CD边的中点，三角形ADE所在区域内有磁感应强度垂直纸面向外、大小随时间变化的匀强磁场，图乙是匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像。下列说法正确的是（　　）A．时刻，穿过金属框的磁通量为B．时刻，金属框内的感应电流由大变小C．时间内的感应电动势大于时间内的感应电动势D．时间内，A、E两点的电势差的绝对值恒为5．如图甲所示，一矩形金属线圈abcd固定于匀强磁场中，匀强磁场的方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示。规定向右为安培力F的正方向，则线圈的cd边受到的安培力F随时间t变化的图像为（　　）A． B．C． D．6．如图，MN和PQ是电阻不计的平行光滑金属导轨，金属棒与导轨间接触良好，其间距为L，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．通过电阻R的电流方向为从N到QB．金属棒刚进入磁场时产生的感应电动势为C．通过金属棒的电荷量为D．金属棒产生的焦耳热为mgh7．如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。若导体圆环对水平桌面的压力大于其重力，则导体所围区域内磁场的磁感应强度随时间变化情况可能是（　　）A． B．C． D．8．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以初速度绕OP做匀速圆周运动，不计空气阻力，则金属棒在图示运动过程产生的感应电动势大小的变化情况，正确的是（       ） A．越来越小 B．越来越大 C．保持不变 D．无法判断9．近年来，手机无线充电功能为人们提供了很大便利。如图甲所示为充电原理示意图：充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使靠近的手机内的感应线圈产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时方向为正），下列说法正确的是（　　）A．感应线圈中产生的是恒定电流B．t1时刻，感应线圈中电流的瞬时值最大C．t1~t3时间内，c点电势高于d点电势D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反10．如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek。则下列表达式错误的是（　　） A．W1=Ek B．W1=Q C．W2－W1=Q D．WF＋WG=Ek＋Q二、多选题，共4小题11．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则(　　) A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大C．在t＝2×10－2s时刻，感应电动势为零D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零12．将一面积、压数的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间按如图所示的规律变化．线圈的总电阻为，则（       ）A．在0~2s内与2s~4s内线圈中电流的方向相反B．在0~4s内，穿过线圈的磁通量的变化率为C．第2s末，线圈中的感应电动势等于零D．在0~4s内，通过线圈的电荷量是1.6C13．如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．导线圈中产生的是正弦式交变电流B．在t=2.5s时导线圈产生的感应电动势为2VC．在0~2s内通过导线横截面的电荷量为10CD．在t=1s时导线圈内电流的瞬时功率为10W14．如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内，下列说法正确的是（　　）A．线圈a端的电势比线圈b端的电势高B．通过线圈的磁通量的变化量为C．线圈ab两端的电势差Uab恒为D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为三、填空题，共4小题15．如图，匝数为，边长为的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为___________，此时产生的感应电动势为___________。16．法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，电刷A、中___________（选填“A”或“”）电刷电势较高，若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将____________（选填“变大”或“变小”）。17．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计所有电阻和摩擦。（1）电容器的上极板带电___________（填“正”或“负”）（2）微粒的电荷量与质量之比为___________。18．有一面积为S＝100 cm2的金属环，电阻为R＝0.1 Ω，环中磁场的变化规律如图所示，且磁场方向垂直纸面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量是多少？四、解答题，共4小题19．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：（1）线圈中的感应电流的大小和方向；（2）电阻R两端电压；（3）前4s内通过R的电荷量。20．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），上半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；（2）t=2s时绳子所受拉力大小。21．如图甲所示，绝缘轻杆将一个匝的矩形线圈固定在竖直平面内，悬点P为边中点。矩形线圈水平边，竖直边，E、F分别为边和边的中点，在下方有一个范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）的匀强磁场。矩形线圈的质量、电阻，取垂直纸面（竖直平面）向外为磁感应强度的正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。取重力加速度大小，求：（1）时线圈中的感应电流；（2）时轻杆对线圈的作用力大小F。22．饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，我们学校今年新更换了一批饭卡，内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，在线圈处引起电磁感应，产生电信号。其原理可简化为如图甲所示，设线圈的匝数为1200匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。设线圈处的磁场可视作匀强磁场，且其大小按如图乙所示规律变化，（设垂直纸面向里为正），求：（1）时线圈产生的感应电动势大小；（2）时间内，电阻产生的焦耳热；（3）时间内，通过电阻的电荷量。
参考答案：1．B【解析】【详解】当圆环运动到题中图示位置时，根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势设圆环的总电阻为，电路中的电流圆环处于题中图示位置时，外电路的电阻值根据欧姆定律可知根据右手定则可知，a点的电势高于b点的电势，则a，b两点的电势差故选B。2．B【解析】【详解】C．线圈在该位置磁通量为0，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，C错误；AD．在该位置回路电流最大，ab边受到的安培力和cd边受到的安培力大小相等，ab边和bc边的电流方向和磁场方向平行，受到的安培力为0，A、D错误；B．ab边切割磁感线的速度是cd边切割磁感线速度的，根据ab边的动生电动势是cd边动生电动势的，B正确。故选B。3．B【解析】【详解】根据楞次定律可知，竖直向上的磁场均匀减小，根据增反减同以及安培定则可知，感生电场的方向为逆时针方向，小球带正电，小球所受电场力沿逆时针方向，与小球的运动方向相反，小球做减速运动，速度变小。故选B。4．D【解析】【详解】A．时刻，穿过金属框的磁通量选项A错误；BC．根据法拉第电磁感应定律结合题图乙可知，时间内的感应电动势小于时间内的感应电动势，结合闭合电路欧姆定律可知，时刻，金属框内的感应电流由小变大，选项BC错误；D．时间内，A、E两点的电势差的绝对值恒为选项D正确。故选D。5．C【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，整个过程中感应电流大小不变，和内的感应电流方向相反，根据可知，内安培力先减小后增大，和内安培力方向相反，故ABD错误，C正确。故选C。6．B【解析】【详解】A．金属棒进入磁场的过程中，磁通量变小，根据楞次定律，通过电阻R的电流方向为从Q到N，故A错误；B．金属棒从释放到刚进入磁场的过程中，机械能守恒得金属棒刚进入磁场时的速度此时产生的感应电动势故B正确；C．通过金属棒的电荷量故C错误；D．根据能量守恒，电路中产生的总焦耳热金属棒产生的焦耳热故D错误。故选B。7．B【解析】【详解】圆环与桌面间的压力大于圆环的重力，得知导体圆环将受到向下的磁场作用力，根据楞次定律的另一种表述，可见螺旋管中的磁场磁通量在增大，即螺线管和abcd构成的回路中产生的感应电流在增大。根据法拉第电磁感应定律则感应电流可知增大时（即B变化的越来越快），感应电流才增大。选项A中的减小（B变化的越来越慢），选项B中的增大（B变化的越来越快），CD选项中的不变。故选B。8．A【解析】【详解】金属棒ab做匀速圆周运动，设速度方向与水平方向夹角为，根据题意可知，速度在水平方向的分速度则感应电动势大小为根据题意可知，逐渐增大，则感应电动势逐渐减小，故BCD错误，A正确。故选A。9．C【解析】【详解】A．励磁线圈中通有如图所示的交变电流时，感应线圈中产生的电流也在变化，不是恒定电流，故A错误；B．t1时刻，励磁线圈中电流图像的斜率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为零，故B错误；C．t1~t2时间内，由楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同，所以电流应从d流向c，t2~t3时间内，电流仍然从d流向c，感应线圈是电源，电源内部电流由负极流向正极，所以c点电势高于d点电势，故C正确；D．感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断，当励磁线圈中电流减小时，感应电流的方向与励磁线圈的电流方向相同，故D错误。故选C。10．B【解析】【详解】AB．根据动能定理，合外力对导体棒做的功等于导体棒获得的动能，导体棒在水平方向上只受磁场力的作用，所以磁场力对导体棒做的功等于导体棒获得的动能，即A正确，不符合题意，B错误，符合题意；C．根据功能转化及能量守恒可知，磁铁克服磁场力做的功等于导体棒获得的动能与导体棒、导轨、导线组成的电路获得的能量，即整理得C正确，不符合题意；D．磁铁向上匀速运动，对磁铁根据动能定理有又因此有D正确，不符合题意。故选B。11．BC【解析】【详解】t=0时刻，线圈中磁通量最大，Φ的变化率达最小，感应电动势最小，故A错误；在t=1×10-2s时刻，磁通量为零，但Φ的变化率达最大，感应电动势最大，故B正确；在t=2×10-2s时刻，Φ的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0-2×10-2s时间内，磁通量变化不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误．所以BC正确，AD错误．12．BD【解析】【详解】A．在0-2s内与2s-4s内磁场方向相反，磁通量变化情况相反，根据楞次定律可知，在这两段时间内线圈内感应电流方向相同，A错误。B．由磁通量变化率可得 B正确。C．在0～4s内，磁通量的变化率恒定，线框中产生的感应电动势不变，始终为C错误；D．在0-4s内线圈内的感应电流在0~4s内，通过线圈的电荷量为D正确。故选BD。13．BD【解析】【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律0~2s和2~3s的磁感应强度变化率分别为，代入数据可以得到，所以不是正弦交流电，t=2.5s时感应电动势为2V，A错误，B正确；C．感应电流电荷量C错误；D．t=1s时导线圈内电流的瞬时功率D正确。故选BD。14．AD【解析】【详解】A．线圈中原磁场先向左减弱后向后增强，由楞次定律可知，感应磁场方向一直向左，根据线圈环绕方向知a端电势比b端电势高，故A正确；B．在0到时间内，通过线圈的磁通量的变化量为故B错误；C．由法拉第电磁感应定律故C错误；D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，通过导线横截面的电荷量故D正确。故选AD。15．          【解析】【详解】[1]当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为[2]此时产生的感应电动势为16．     B     变小【解析】【详解】[1]根据安培定则可知穿过金属盘的磁感线方向为从左向右，再根据右手定则可知B电刷电势较高。[2]若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，则电磁铁的线圈中电流减小，磁场减弱，圆盘切割磁感线产生的感应电动势变小，灵敏电流计的示数将变小。17．     负     【解析】【详解】（1）[1] 金属棒顺时针运动，由右手定则可知，金属棒中的电流由圆周流向圆心处，则圆心处为等效电源的正极，所以电容器下极板带正电荷，电容器的上极板带电负电荷（2）[2] 金属棒有效切割长度为r，产生的电动势为电容器两板间电压U等于电动势E，因微粒处于静止状态，根据平衡条件可得解得18．0.01C【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律知金属环中产生的感应电动势由闭合电路的欧姆定律知金属环中的感应电流通过金属环截面的电荷量解得：【点睛】感应电量，这个规律要能熟练推导并应用．19．（1）0.01A，线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）0.09V；（3）0.04C【解析】【详解】（1） 由图像可知根据由闭合电路欧姆定律得根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）根据欧姆定律（3）前4s内通过R的电荷量20．（1）0.5A；（2）3N【解析】【详解】（1）0～5s内，金属框产生的感应电动势为其中金属框产生感应电流大小为（2）t=2s时金属框受到向上的安培力大小为此时绳子所受拉力大小为T=mg-F解得T=3N21．（1）；（2）【解析】【详解】（1）时线圈中产生的感应电动势线圈中的感应电流解得（2）时线圈中产生的感应电动势线圈中的感应电流由图可知当t=0.6s时B=1.25T，则线圈受到的安培力大小由左手定则知安培力方向向上，大于线圈重力大小5N，对线圈受力分析，根据受力平衡有解得22．（1）；（2）；（3）0【解析】【详解】（1）由法拉第电磁感应定律（2）根据闭合电路欧姆定律，则有再由焦耳定律得（3）根据结合及联立可得结合图像可得