第二章 2.1. 电磁感应定律-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019)

第2节法拉第电磁感应定律 第1课时电磁感应定律 白题 基础过送 限时：30min 题型1对法拉第电磁感应定律的理解 1.关于电磁感应，下列说法正确的是 ( A.穿过闭合回路的磁通量越大，则产生的感应电 动势越大 60 B.穿过闭合回路的磁通量减小，则产生的感 A. C. D.2 R 4R 2R 8R 应电动势一定变小 4.(2023·广东广州南海中学期末)图a为某中 C.穿过闭合回路的磁通量变化越快，则产生 学物理兴趣小组为研究无线充电技术动手制 的感应电动势越大 作的一个“特斯拉线圈”.其原理图如图b所 D.穿过闭合回路的磁通量变化越大，则产生 示，线圈匝数为n,横截面积为S,若在t时间 的感应电动势越大 内，匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，其磁 2.(多选)如图(a)所示.一矩形线圈置于匀强磁 感应强度大小由B,均匀增加到B,则该段时 场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律 间内线圈两端的电势差的大小 如图(b)所示，则线圈产生的感应电动势的情 况为 电磁铁 线图 A.t=0时刻电动势最大 A.恒为B-B) t B.1=0时刻电动势为零 C.t=(,时刻磁通量的变化率最大 B.恒为nS(B-B,) D.1~2时间内电动势增大 题型2法拉第电磁感应定律的简单计算 C.从0均匀变化到(B,-B) 3.(2024·江西吉安一模)如图所示，边长为L 的正方形金属回路（总电阻为R)与水平面的 D.从0均匀变化到s(B,-B) 夹角为60°，虚线圆与正方形边界相切，虚线5.如图，边长L=20cm的正方形线框abcd共有 圆形边界内（包括边界）存在竖直向下的匀强 10匝，靠着墙角放置，线框平面与地面的夹角 磁场，其磁感应强度与时间的关系式为B=灶 =30°.该区域有磁感应强度B=0.2T、水平向 (k>0且为常量)，则金属回路产生的感应电 右的匀强磁场.现将cd边向右拉动，ab边经 流大小为 0.1s着地.在这个过程中线框中产生的平均 第二章黑白题039 感应电动势的大小与感应电流的方向分别为 直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场，在 时间1内，磁感应强度由B均匀变化到-3B A.0.8V,方向为adcb (B>0),方向改变，在此过程中 B.0.8V,方向为abcd XX C.0.4V,方向为adcb D.0.4V,方向为abcd 6.(2024·湖北武汉一模)如图所示为用同样的 细导线做成的刚性闭合线框，圆线框I的直 A.穿过金属框的磁通量变化量的绝对值 径与正方形线框Ⅱ的边长相等，它们均放置于 为nBS 磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场 B.穿过金属框的磁通量变化量的绝对值为 中，磁场方向与线框所在平面垂直，则( 的 C.穿过金属框的磁通量变化率的绝对值 为州 0 A.线框】、Ⅱ中产生的感应电流相等 D.金属框中的感应电动势为 2 B.线框【、Ⅱ中产生的感应电动势相等 9.(2024·广东江门期中)穿过闭合 C.同一时刻，通过线框I、Ⅱ的磁通量相等 回路的磁通量中随时间1变化的 D.同一时问内，线框I、Ⅱ产生的焦耳热相等 图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于 重难聚焦 回路中产生的感应电动势的说法，正确的是 题型磁通量的变化量、变化率 7.如图，一水平放置的单匝矩形线框面积为S, 匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上，与 水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的 一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程 中穿过矩形线框的磁通量变化量的绝对值是 A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B.图乙中回路产生的感应电动势一直在 4③ 变大 B.2BS C.图丙中回路在0~。时间内产生的感应电 c.5,-s + 动势小于。~2。时间内产生的感应电 2 D. 2 动势 8.如图所示，一面积为S的n匝正三角形金属 D.图丁回路产生的感应电动势先变小再 框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点， 变大 选择性必修第二册RJ黑白题040 黑题 应用提优 限时：20min 1.(2024·河南周口期末)在竖直方向的匀强磁 圈与冲击电流计串联后可用 场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中 来测定磁场的磁感应强度.已 电流的方向俯视顺时针为正，磁场向上为正， 知线圈匝数为n,面积为S,线 如图甲所示.当磁感应强度B随时间t按图乙 圈与冲击电流计组成的回路 变化时，导体环中产生的感应电流随时间变 电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开 化的关系图正确的是 始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻 转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量 为q,由上述数据可得出被测磁场的磁感应强 度为 ( A.9R B. qR D.9R 2nS nS 压轴挑战 4.(2024·山东济宁期中)将一半径 为1m、电阻R=π2、重力未知的 金属闭合圆环用一带有力传感器的细线悬 挂于天花板的O点，同时在圆环圆心等高点 的上方加一按B=2+t(k未知且为恒量，式 中各量的单位均为国际单位制中的单位)随 时间逐渐增大的磁场，如图甲所示，现发现 拉力传感器的示数变化如图乙所示.不考虑 2.(2023·浙江台州三模)半径为 金属圆环的形变和电阻的变化，整个研究过 R的金属圆环由两种材料组成 B x 程细线未断且圆环始终处于静止状态则以 圆弧AMC为一圆周.电阻为2， 下说法正确的是 uiiissnsiu 圆弧C为圆周，电阻为，圆内有垂直于 环面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均 匀增大，变化率 △ =k,则U4c为 A.金属环的重力为6N A.- 5 B.-12kmk B.k值为2T/s C.0~2s时间内金属环的功率为2πW 1, C.wR 3kmk D. D.0~2s时间内通过金属环某一截面的电 荷量为2πC 3.物理实验中常用一种叫作“冲击电流计”的仪 器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线 进阶突破拔高练P07 第二章黑白题041环给磁体一个向下的反作用力，因此拉力大于重力：当铜环 第2节法拉第电磁感应定律 位于磁体下方时，铜环要远离磁体，感应电流阻碍铜环的远 离对铜环施加一个向上的安培力，铜环给磁体一个向下的反 第1课时电磁感应定律 作用力，则拉力大于重力：当铜环处于磁体中央时，磁通量不 白题 基础过关 变，则没有感应电流，没有安培阻力，因此拉力等于重力 1.C2.AD3.D4.B 故ACD错误，B正确. 5.C解析：初状态的磁通量中，=BSsin a,末状态的磁通量 4.A解析：a环中通有逆时针方向的恒定电流I,a环内的磁 △p_BSsina- 场方向垂直纸而向外，α环外的磁场方向垂直纸而向里，b环 中，=0，根据法拉第电磁感应定律得E=n =n △r 的总磁通量方向向外，当a环沿直线移向图中a'位置时，b 环内的磁通量向外增大，由楞次定律可知，b环中感应电流 10x0.2x0.2产×0.5V=04V.根据楞次定律可知，感应电流的 0.1 的方向为顺时针，根据楞次定律推论“来拒去留”（阻碍相对 方向为adcb.故C正确 运动)，所以6环圆心向靠近a'位置运动，故A正确，BCD错 :6.A解析：AB.根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应 误.故选A d12 5.B解析：A.条形磁体从上方落下的过程中，当磁体在回路 电总 （2)=,则 上侧时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，、9将 41 相互靠近，故A错误：B.条形磁体从上方落下的过程中，回 d 路中感应电流激发出的磁场对磁体的磁场力阻碍磁体的相 、根中产生的感应电流=R,又R=PS。,R,44, 对运动，即方向向上，可知条形磁体加速度小于g,放B正 确：C.条形磁体从上方落下的过程中，当磁体在回路上侧 侧片=，选项A正确，B错误：C.同一时刻，通过线框的磁 时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知导轨在安培 力作用下有向下运动的趋势，可知导轨对桌面的压力增大， 通量中=BS,则 则。=牙，远项C错误；D同一时间内，线框 故C错误：D.由于条形磁体下端是N极还是S极不确定，即 穿过回路的原磁场方向不确定，则回路中感应电流的方向也 不确定，故D错误故选B. 产生的詹平热Q=色，则号-子连项D箱说故选人 7.D8.C 6.C解析：通过两个线圈的磁通量都增大，都产生感应电流， 但是线圈A导线所在处无磁场，不受磁场力，线圈A的大小 9.D解析：根据法拉第电磁感应定律E=N4中 可知回路中产 不发生变化：根据“增缩减扩”规律，线圈B收缩故选C. 生的感应电动势大小与磁通量的变化率的绝对值成正比，而 7.A解析：AB.根据安培定则，穿过导体环甲的磁场方向垂直 磁通量的变化率等于中-t图像切线的斜率.A.题图甲中磁通 纸面向外，电流增大，则磁场变强，磁通量变大，根据楞次定 量恒定不变，不产生感应电动势，故A错误：B.题图乙中磁通 律，甲中感应电流方向为顺时针：根据“增缩减扩”，甲有收 量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，故B错误：C题图 缩趋势，A正确，B错误；CD.导体环乙在丙位置的磁场方向 丙中0-时间内磁通量的变化率的绝对值大于。-2。时间 垂直纸面向里，且磁感应强度不断增大，根据楞次定律可知 内磁通量的变化率的绝对值，所以回路在0-。时间内产生 丙中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势，CD错误故选A. 的感应电动势大于。~2。时间内产生的感应电动势，故 8.C解析：当铜环具有向右的加速度时，说明其产生的感应 C错误；D.题图丁中中-t图像切线斜率的绝对值先变小再变 电流具有使其远离线圈的趋势，根据环形电流的磁场强度分 大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，故D正确故 布规律可知，在0~1时间内穿过铜环的磁通量应一直增大， 选D. 所以在线圈中通入的电流也应一直增大故C正确。 闲题 应用提优 9.C,解析：由右手螺旋定则可知，直导线a右侧磁场垂直纸面 1.B 向里，距离直导线越远则磁场越弱，圆环b向右逐渐远离导 线α时，穿过金属圆环b中的磁通量向里减小，根据楞次定 2.B解析：根据题意，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动 律可知，金属圆环b中的电流沿顺时针方向，根据“增缩减 势为E=△B mR=mR,由楞次定律可知，感应电流方向为逆 扩”可知，金属圆环的面积有扩大的趋势：根据“来拒去 留”可知通电导线a与金属圆环b之间有相互吸引的力， 时针，擦应电流为1是，由于圆孤MC为圆周，电 选项C正确，ABD错误.故选C 10.D解析：胶木盘A由静止开始绕其轴线O0'按箭头所示方 阻为2，则圆孤C的感应电动势为B,=mR,电流流 向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右 手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据 过圆弧C1后电势降低，大小为4U=1x2,=2m 3,则有 楞次定律可知环B内有逆时针方向电流(，视)；根据楞次 定律的另一种表述，引起的机械效果阻爵磁通量的增大，故 Uc=E-AU=-5kmR? 12放选B 金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝 nA=n△中=n2B,所以B= 线的拉力减小.故选D. 3.A解析：9=△=R=n7% R R R 2nS 选择性必修第二册·RJ黑白题18 压轴挑战 电源，由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是从A端 4.B解析：A.根据楞次定律可知，金属环受向下的安培力，当 流向B端，A点相当于电源负极，故AB错误：C.AB棒产生 t=0时向下的安培力不为零，根据F废+mg=6N可知，金属 3 E 的感应电动势为E=2B(2)0-2B㎡w=之㎡w,导体 环的重力小于6N,选项A错误：B.金属环中的电流I= R 棒AB两端的电压大小为U E △B1 2R= 4Bmw,故C正确；D.若 3 42r 导体棒不动，使磁感应强度增强，磁通量增大，根据楞次定律 R =】k,金属环受到的拉力F=mg+B别×2=mg+ 2 可得电流由B流向A,故D错误故选C 2+a)k×2=mg+2k+,由图像可知=14-6 =4, 9.D解析：感应电动势E=B。,左右侧圆弧均为半圆，电阻均 2 则k=2T/%,选项B正确：C.金属环中的电流1=2k=1A, 2并联的总电阻即外电路电阻R=(,金属棒的电阻等 为 0-2s时间内金属环的功率为P=PR=mW,选项C错误； 效为电源内阻了：乞，金属棒两端的电势差为路端电压U: D.0-2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为g== 2C.选项D错误故选B. 警放D正故陆D 第2课时导体切割磁感线时的感应电动势 10.B解析：设磁感应强度为B,EF=CD=AB=L,导线运动的 白道础关 速度为D,仅EF进人磁场切割磁感线时，EF是电源，AB与 1.B2.B3.B4.D E 5.B解析：A.根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向 CD并联，EF两端电势差u,+0.5X0.5r=3B:仅CD,EF 由a到b,故A错误；B.整个导体棒都在磁场中切割磁感线， 进人磁场切割磁感线时，CD、EF是并联电源，EF两端电势 故产生感应电动势不变，U=2B(2)'w=2Bm0,故B正确： 差u= B;当AB,CD,EF都进人磁场切割磁感线时，AB、 2 C.当金属棒两端接触到导轨时，电路接入感应电动势最大， CD、EF是并联电源，EF两端电势差u=BL,故选B. 则有B.=B(220=28w,则最大感应电流为1。 黑题 应用提优 R 1.C解析：B.根据题意可知，第一次线框恰好匀速进入磁场。 2。”,故C错误：D.转过60°的过程中，通过定值电阻的电 E 则有E,=BLx。,I1=mg=B1L,解得如=B2,第二次进入 △φ 荷量为g=4=E -△= R ,又As=x31a BAS 2 . 2 磁场的过程中有E,=Bx3,山=元，B队，×3L-mg=m,解得 √3B2 a=8g,故B错误；A.结合上述可知，第二次进人磁场的过程 联立解得g=2R,故D错误故选B 中，线框向下做减速运动，线框下降的高度为L,线摇诚少的 6.B解析：A.将铜盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成， 重力势能为mgL,根据能量守恒定律，减少的重力势能和动 在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电 能转化为焦耳热，即第二次进入磁场过程中，线框产生的焦 动势，出现感应电流，故A错误：C.根据右手定则可知，电流 从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D到R再到C, 、耳热大于m,故A错误：D,结合上述可知纪=司故 即为C→D→R+C,故C错误：B.根据法拉第电磁感应定律 D错误；C根据题意可知，a、b间的电阻为。R,第一次进人 可知，感应电动势B=L=B肌，产生的感应电动势大小 不变，感应电流大小不变，由闭合电路的欧姆定律可知，感应 场时，结合上述，两点间的电势为一R心第 3 电流大小为1：尽-2R,故B正确：D.电流在R上的热功 三次进人避场时，两点同的电势差为心=名=15，则 4R,若铜盘转动的角速度变为原来的2倍， BLo 率P=R= 先后两次刚进人磁场时，a,b两点间的电势差之比为元 则电流在R上的热功率变为原来的4倍，故D错误故选B. 1 7.D解析：根据导体棒切割磁感线产生感应电动势的公式， 了，故C正确，故选C 得到金属杆两端的电势差Um=Um+Um,解得Um=-B×2A解析：导体棒AB切制磁感线产生的感应电动势为E=Bx 如30°x50in300 3L 2L 3L 2+B×2 30°x50in30 2:宁-，导体将AB相当于电源，电源的内阻为公，金属 _1BL2u.故选D. 环的两个半圆部分的电阻分别为受，两个半圆部分的电阻 40 8C解析：AB。导体棒旋转切制磁盛线产生感应电流相当于 是并联的，并联以后的电阻为冬，根据闭合电路欧蜗定律。 参考答案与解析黑白题19