2.2 法拉第电磁感应定律 同步练习-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2.2 法拉第电磁感应定律 一、选择题 1、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 2、近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0 cm、1.2 cm和1.4 cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103 T/s，则线圈产生的感应电动势最接近(　 　) A．0.44 V B．0.40 V C．0.59 V D．4.4 V 3、如图所示，半径为r的n匝线圈放在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域，当磁场以的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为(　 　) A．0 B．nL2 C．nπr2 D．nr2 4、单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，图线为正弦曲线的一部分，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＝1×10－2 s时刻，感应电动势最大 C．在t＝2×10－2 s时刻，感应电动势最大 D．在0～2×10－2 s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 5．如图所示，机身长为L，机翼两端点C、D间的距离为d，现该战斗机在我国近海海域上空以速度v沿水平方向直线飞行，已知战斗机所在空间地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下、大小为B，C、D两点间的电压大小为U,则(　 　) A.U＝BLv，C点电势高于D点电势 B.U＝BLv，D点电势高于C点电势 C.U＝Bdv，D点电势高于C点电势 D.U＝Bdv，C点电势高于D点电势 6．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2∶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=4∶1,感应电流均沿逆时针方向 B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向 C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向 D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向 7、图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，其中有垂直于线圈平面的匀强磁场，图乙为线圈中的磁感应强度B(取垂直线圈平面向里为正方向)随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量Φ及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是(取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向，水平向左为安培力的正方向)( 　 　) 8、(多选)如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中(　 　) A．回路电流I1∶I2＝1∶2 B．产生的热量Q1∶Q2＝1∶4 C．通过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶1 D．外力的功率P1∶P2＝1∶2 9、（多选）如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是(　 　) A．φc＞φa，金属框中无电流 B．φb＞φc，金属框中电流方向沿abca C．Ubc＝- Bl2ω，金属框中无电流 D．Uac＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba 10.（多选）如图，间距为L的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌面上，左端接有一定值电阻R，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的金属棒置于导轨上，在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动，一段时间后撤去水平拉力，金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中，最大速度为v，加速阶段的位移与减速阶段的位移相等，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计摩擦及金属棒与导轨的电阻，则（　 　） A．加速过程中通过金属棒的电荷量为 B．金属棒加速的时间为 C．加速过程中拉力的最大值为 D．加速过程中拉力做的功为 二、计算题 11、如图所示，MN、PQ为两条平行放置、间距为L的光滑金属导轨，左右两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1、R2，金属棒AB垂直放在两导轨之间且与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。金属棒在水平向右、大小为F的恒力作用下向右匀速运动。不计金属导轨和金属棒的电阻，求： (1)判断流过R1的电流方向； (2)流过电阻R2的电流大小； (3)金属棒运动的速度v的大小。 12、如图甲所示，轻质绝缘细线吊着一质量m＝0.15 kg的矩形线圈，线圈长Lab＝5 m，宽Lbc＝0.4 m，线圈电阻R＝4 Ω，ad和bc边的中点分别为P、Q，PQ连线以下区域分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。g＝10 m/s2。求： (1)0～0.2 s时间内，P、Q两点哪点的电势高； (2)0～0.2 s时间内，通过线圈横截面的电荷量； (3)哪一时刻细线的拉力恰好等于0。 答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D A B B C B D AC AC AB 11、解：(1)根据右手定则可知，流过R1的电流方向为由M到P。 (2)金属棒向右匀速运动，满足F＝F安＝ILB，由于R1、R2的阻值相等，流过电阻R2的电流 I′＝＝ 。 (3)不计金属导轨和金属棒的电阻，由欧姆定律得E＝I′R2，感应电动势E＝BLv 联立解得v＝。 12、解：(1)0～0.2 s时间内，线圈PQba部分中的磁场随时间均匀变化，故将PQba部分作为电源。由楞次定律可知，0～0.2 s内线圈中电流的方向为逆时针方向，所以Q点电势高。 (2)0～0.2 s内，由法拉第电磁感应定律得E1＝＝S＝ 由闭合电路欧姆定律得，线圈中的感应电流大小为I1＝，通过线圈横截面的电荷量q＝I1Δt1，联立解得q＝0.15 C。 (3)由左手定则和楞次定律可知0.2 s～0.5 s时间内，线圈所受安培力方向向上，由法拉第电磁感应定律得E2＝＝S＝＝2 V ，则有I2＝＝0.5 A，根据平衡条件有B2I2Lab＝mg，解得B2＝＝0.6 T，由题图乙可得，在0.2 s～0.5 s时间内B2＝0.1＋2(t－0.2)(T)，解得t＝0.45 s。 学科网（北京）股份有限公司 $$