课时梯级训练(8) 法拉第电磁感应定律（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

课时梯级训练(8)　法拉第电磁感应定律 1．下列几种说法中正确的是(　　) A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大 D　解析：本题考查对法拉第电磁感应定律的理解，关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比。感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关系，它由磁通量的变化率决定，故选D。 2．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则(　　) A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V C．线圈中无感应电动势 D．线圈中感应电动势保持不变 D　解析：由题意知：＝2 Wb/s，故E＝＝2 V，保持不变。 3.如图所示，在足够大的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根长度为L的导体棒AC。第一次以垂直棒的速度v在纸面内匀速拉动导体棒；第二次以A点为轴在纸面内顺时针转动导体棒，若这两种情况下导体棒产生的感应电动势相同，则第二次转动的角速度为(　　) A． B． C． D． A　解析：第一次以垂直棒的速度v匀速拉动导体棒，产生的感应电动势为E1＝BLv，第二次以A点为轴顺时针转动导体棒，角速度为ω，则末端的线速度为v′＝Lω，感应电动势为E2＝BL＝BL2ω，因为E1＝E2，解得ω＝，A正确，B、C、D错误。 4.(多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(　　) A．向右减速运动 B．向左匀速运动 C．向右加速运动 D．向左加速运动 AD　解析：MN在磁场力的作用下向右运动，说明其受到的安培力向右，根据左手定则可以判断出电流由M指向N，根据右手螺旋定则可判断出上方螺线管中感应电流的磁场方向向上，则下方螺线管产生的磁场应该是向上减小或向下增加的，再根据右手定则可判断出PQ可能是向右减速运动或向左加速运动。故选AD。 5.如图所示，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，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，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为(　　) A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝ B　解析：E＝BLv sin 60°＝BLv，由欧姆定律I＝得I＝。 6.如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低的情况分别是(　　) A．Bl2ω　O点电势高 B．Bl2ω　A点电势高 C．Bl2ωsin 2θ　O点电势高 D．Bl2ωsin 2 θ　A点电势高 D　解析：导线OA切割磁感线的有效长度等于OA在垂直磁场方向上的投影长度，即l′＝l·sin θ，产生的感应电动势E＝Bl′2ω＝Bl2ωsin 2θ，由右手定则可知A点电势高，所以D正确。 7.(多选)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面向下。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　　) A．感应电动势最大值E＝2Bav B．感应电动势最大值E＝Bav C．感应电动势的平均值＝Bav D．感应电动势的平均值＝πBav BD　解析：在半圆形闭合回路进入磁场的过程中，有效切割长度如图所示，所以进入过程中l先逐渐增大到a，再逐渐减小为0，由E＝Blv可知，最大值为Bav，最小值为0，故A错误，B正确；平均感应电动势＝＝＝πBav，故D正确，C错误。 8.如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为ρ，高度为h，半径为R，厚度为d(d远小于R)。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小B＝kt(k>0)均匀磁场中。则从t＝0时刻开始，下列说法正确的是(　　) A．从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向 B．圆管中的感应电动势大小为2πkhR C．圆管中的感应电流大小为 D．台秤的读数会随时间推移而增大 C　解析：根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为E＝＝S＝πR2k，故B错误；根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为R阻＝ρ，根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为I＝＝，故C正确；根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。 9.用均匀导线做成的矩形线圈abcd长为3l、宽为l，矩形线圈的一半放在垂直纸面向外的匀强磁场中，线圈总电阻为R，如图所示。当磁场的磁感应强度大小以B＝3＋2t(T)的规律变化时，求： (1)线圈中感应电流的方向及安培力方向； (2)线圈中产生的感应电流大小。 答案：(1)沿adcba方向　向右　(2)(A) 解析：(1)根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向沿adcba方向；根据左手定则可知安培力方向向右； (2)线圈中产生的感应电动势 E＝＝××l＝3l2 感应电流大小I＝＝(A)。 10.如图所示，在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有一个水平放置的光滑金属框架，宽度为l＝0.4 m，框架上放置一根质量为m＝0.05 kg、接入电路的阻值为R＝1 Ω的金属杆cd，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计。若cd杆在水平外力的作用下以恒定加速度a＝2 m/s2由静止开始向右沿框架做匀加速直线运动，则： (1)在0～5 s时间内，cd杆产生的平均感应电动势是多少？ (2)第5 s末，回路中的电流多大？ (3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力大小为多少？ 答案：(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 解析：(1)金属杆0～5 s内的位移： x＝at2＝25 m， 金属杆0～5 s内的平均速度＝＝5 m/s (也可用＝ m/s＝5 m/s求解)， 故平均感应电动势＝Bl＝0.4 V。 (2)金属杆第5 s末的速度v＝at＝10 m/s， 此时回路中的感应电动势为E＝Blv＝0.8 V， 则回路中的电流为I＝＝0.8 A。 (3)设水平外力为F，金属杆做匀加速直线运动，则 F－F安＝ma，即F＝BIl＋ma＝0.164 N。 学科网（北京）股份有限公司 $$