2.2 法拉第电磁感应定律(第2课时） 基础+能力-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第二册）

第二章 第二节 法拉第电磁感应定律(第2课时) 基础+能力 一、基础题 1.(2020·浙江·)所示,在虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一粗细均匀材质相同的正方形线圈边长为L,总电阻为R。在外力作用下以速度v进入磁场区域。则在进入磁场的过程中,a、b两点间的电势差为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【详解】 当线圈在外力作用下以速度v进入磁场区域,d、c两点间产生的感应电动势为 根据楞次定律可知,产生的感应电流的方向为逆时针方向,故此时a点的电势高于b点的电势,a、b两点间的电势差相当于a、b两点间的电压,为 故选B。 2.(2022·全国·高三专题练习)如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,bc是以O为圆心,为半径的圆弧导轨,圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( ) A.回路中产生的感应电流恒定 B.杆OP受到的安培力不变 C.杆MN做匀加速直线运动 D.杆MN中的电流逐渐减小 【答案】D 【详解】 A.杆OP匀速转动切割磁感线产生的感应电动势为 因为OP匀速转动,所以杆OP产生的感应电动势恒定,杆OP转动过程中产生的感应电流由M到N通过MN棒,由左手定则可知,MN棒会向左运动,MN棒运动会切割磁感线,产生电动势,感应电流方向与原来电流方向相反,使回路电流减小,故A错误; B.回路电流减小,杆OP受到的安培力减小,故B错误; CD.MN棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故C错误D正确。 故选D。 3.(2020·四川·金堂县淮口中学校高二阶段练习)在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,一导线框位于纸面内,线框的邻边都相互垂直,边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图。从t=0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以为线框中电动势的正方向。用e表示回路的电动势,,则以下e-t示意图中正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】 由题意,画出线圈在t时刻、2t时刻、3t时刻、4t时刻位置示意图,则 线圈在0~t时间内,只有bc边切割磁感线,由右手定则知电流由c→b,回路产生顺时针电流,电动势为负值 线圈在t~2t时间内,bc边进入右方磁场,产生由b→c的电动势,ed进入左方磁场,产生e→d的电动势,二者对回路来说等大反向,回路总电动势为零,e2=0; 线圈在2t~3t时间内,ed处于右方磁场,产生d→e的电动势,fa处于左方磁场,产生f→a的电动势,二者对回路同向,e3=2Blv+Blv=3Blv,为正方向; 在3t~4t时间内,只有fa在右方磁场切割磁感线,产生a→f的电动势,回路是顺时针电流 所以只有C图像满足,故ABD错误,C正确。 故选C。 4.(2022·山东德州·高三期末)海浪机械能是未来可使用的绿色能源之一,利用海浪发电可加速地球上碳中和的实现.某科技小组设计的海浪发电装置的俯视图如图所示,圆柱体磁芯和外壳之间有辐射状磁场,它们可随着海浪上下浮动,磁芯和外壳之间的间隙中有固定的环形导电线圈,线圈的半径为L,电阻为r,所在处磁场的磁感应强度大小始终为B,磁芯和外壳随海浪上下浮动的速度为v,v随时间t的变化关系为,其中的T为海浪上下浮动的周期.现使线圈与阻值为R的电阻形成回路,则该发电装置在一个周期内产生的电能为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【详解】 环形导电线圈随着磁芯和外壳随海浪上下浮动而切割磁感线,由法拉第电磁感应定律 环形线圈各部分产生的电动势对回路来说是同向的(实际指感应电流方向),其有效切割长度由微元法可知 联立,可得线圈中感应电动势的瞬时值表达式 根据正弦交变电流的特点知其电动势的有效值为 则该发电装置在一个周期内产生的电能 故BCD错误,A正确。 故选A。 5.(2021·辽宁·)如图所示,导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合,两导轨间距为d,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度按的规律分布,两金属圆环固定在同一绝缘平面内,外圆环与两导轨接触良好,与两导轨接触良好的导体棒从OP开始始终垂直导轨沿x轴正方向以速度v做匀速运动,规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-x图像可能正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【详解】 导体棒向右匀速运动切割磁感线产生感应电动势 大环内的电流为正弦交变电流,在第一个磁场区域的前一半时间内,通过大圆环的电流为顺时针增加的,由楞次定律可判断内球内a端电