高中物理2 法拉第电磁感应定律优秀课后作业题

2.2.2法拉第电磁感应定律的应用  同步练习

一、单选题

1．（2022·河北·顺平县中学高二阶段练习）闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按B﹣t图变化，方向如图，则回路中（　　）

A．电流方向为逆时针方向

B．电流强度越来越大

C．磁通量的变化率恒定不变

D．产生的感应电动势越来越大

2．（2022·云南省富源县第一中学高二期末）如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于足够大的匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（　　）

A．MN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差

B．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势

C．MN间无电势差，所以电压表无读数

D．虽然电路中无电流，但电压表有示数

3．（2021·河南·模拟预测）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为3：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　）

A．Ea：Eb=9：1，感应电流均沿逆时针方向

B．Ea：Eb=9：1，感应电流均沿顺时针方向

C．Ea：Eb=3：1，感应电流均沿逆时针方向

D．Ea：Eb=3：1，感应电流均沿顺时针方向

4．（2022·四川成都·高二开学考试）如图，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有电阻R。金属杆ab在水平向右的恒力F（F大小未知）作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻。则（       ）

A．杆中的感应电流方向由a到b

B．金属杆ab两端的电压为BLv

C．水平恒力F的大小为F=

D．水平恒力F做的功等于电阻R和金属杆ab共同产生的焦耳热

5．（2022·江苏海门·高二期末）如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（　　）

A． B．  C．  D．

二、多选题

6．（2021·山东省实验中学高三阶段练习）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置，间距为d，两侧接有电阻R1、R2，阻值均为R，O1O2右侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、长度也为d的金属杆置于O1O2左侧，在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间t到达O1O2时撤去恒力F，金属杆在到达NQ之前减速为零，已知金属杆电阻也为R，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）

A．杆刚进入磁场时速度大小为

B．杆刚进入磁场时电阻R1两端的电势差大小为

C．整个过程中，流过金属杆的电荷量为

D．整个过程中，电阻R1上产生的焦耳热为

7．（2021·黑龙江·哈九中高三期末）如图所示，在绝缘水平面内固定着一金属框架MON，金属棒ab和框架MON均足够长且接触良好。已知框架MON和金属棒ab的材料、粗细均相同，且单位长度的电阻均为R0，框架顶角∠MON=θ。在该空间内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒ab在水平外力的作用下从O点开始沿垂直金属棒ab的方向以速度v水平向右匀速运动，回路始终构成顶角为θ的等腰三角形，则回路中的电流I、外力F、通过金属棒的电荷量q、回路中的热功率P随时间t变化的图像正确的是（　　）

A． B．C．D．

8．（2022·重庆巴蜀中学高二期末）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。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为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，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．电阻R两端的电势差为

B．微粒的电荷量与质量之比为

C．电阻消耗的电功率为

D．若增大角速度和电阻R的阻值，微粒有可能仍保持静止状态

9．（2021·江苏·泰兴市第一高级中学高二期中）如图所示，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直。是一个金属棒，它沿着顺时针方向以的角速度绕圆心匀速转动，且端始终与圆环相接触，棒的电阻，图中定值电阻，，电容器的电容，圆环和连接导线的电阻忽略不计，则（　　）

A．电容器上极板带正电

B．稳定后电容器所带电荷量为4.9×10-7C

C．电路中消耗的电功率为5W

D．稳定后的金属棒转动一周时在棒上产生的焦耳热为

10．（2022·广西·宾阳中学高二期末）如图所示是某款国产手机无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为n，线圈的横截面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由增加到．则在充电的这段时间内（　　）

A．受电线圈中感应电流的方向由c到d点

B．受电线圈中感应电流的方向由d到c点

C．受电线圈产生的平均感应电动势大小为

D．受电线圈产生的平均感应电动势大小为

11．（2022·陕西·榆林市教育科学研究所高二期末）如图所示，光滑水平面上一有限范围的T的匀强磁场，宽度为，若将一个电阻为0.4Ω，边长的正方形均匀导线框在外力作用下以速度匀速通过磁场区域，则（　　）

A．导线框中无感应电流的时间为3s

B．导线框进入磁场和离开磁场过程中，导线框中感应电流均为逆时针方向

C．导线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为-4C

D．导线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为

三、解答题

12．（2012·四川彭州·高二期末）在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD，间距为L，金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好。它们的电阻均可不计。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻R1、R2、R3阻值分别为2R、R和0.5R。在BD间接有一水平放置的平行板电容器C，极板间距离为d。

（1）当ab以速度v0匀速向左运动时，电容器中质量为m的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质，及带电量的大小。

（2）当AB棒以某一速度沿导轨匀速运动时，发现带电微粒从两极板中间由静止开始向下运动，历时t=2×10-2s到达下极板，已知电容器两极板间距离d=6×10-3m，求ab棒的速度大小和方向。（g=10m/s2）

13．（2022·山东潍坊·高三期末）两光滑金属导轨平行放置，右侧导轨水平，左侧导轨与水平面的夹角为37°，导轨间距m，匀强磁场均垂直导轨平面向上，磁感应强度大小均为T，导轨最右端连接电阻，一质量kg、电阻的导体棒垂直导轨放置，从某一位置处无初速释放。已知棒与导轨接触良好，其余电阻不计，导体棒到达HF前已匀速运动，棒由斜轨道进入水平轨道时的速度大小不变，水平导轨足够长，，重力加速度。求：

（1）导体棒沿斜导轨下滑的最大速度；

（2）导体棒在水平导轨上滑动的距离。

14．（2022·广东·广州市第七中学高三阶段练习）如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，与水平面夹角θ=37°，导轨间距L=0.4m，其下端连接一个定值电阻R=3Ω，两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量为m=0.04kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6.cos37°=0.8。求：

（1）导体棒下滑的最大加速度是多少；

（2）导体棒下滑的最大速度是多少；

（3）当导体棒稳定下滑时ab两端的电压；

15．（2022·上海师大附中高三学业考试）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ电阻不计，其间距为L，两导轨所构成平面与水平面成θ角。两根用长为d的细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，沿斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆静止。已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动。

（1）分析并说明cd在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；并求出其达到的最大速度vm；

（2）当cd杆速度v = vm时，求作用在ab杆上的外力F；

（3）若将细绳烧断时记为t = 0，从此时刻起使磁场随时间变化，使abcd回路中无感应电流产生，求磁感应强度B随时间t变化关系（写出B与t的关系式）。