2.2 法拉第电磁感应定律 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.2 法拉第电磁感应定律 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是（　　） A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流产生 B．穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减少 C．穿过闭合电路中的磁通量越大，则闭合电路中的感应电动势越大 D．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大 2．如图所示，边长为l的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v。若l＜d，则线框中存在感应电流的时间为（　　） A． B． C． D． 3．下列实验现象，属于电磁感应现象的是（　　） A．导线通电后，小磁针偏转 B．通电导线在磁场中受力运动 C．金属杆切割磁感线时电流表指针偏转 D．通电线圈在磁场中受力转动 4．下列说法正确的是（　　） A．磁通量大，磁通量变化量一定大 B．磁通量变化大，磁通量变化率一定大 C．磁通量为零，磁通量变化率一定为零 D．磁通量变化大，感应电动势可能很小 5．某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域，尺寸如图所示，图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是( ) A． B． C． D． 6．如图甲所示，实线是一个电阻为R、边长为2a的正方形金属线圈，内切于正方形线圈的圆形虚线范围内存在一方向垂直于线圈平面的匀强磁场。已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示，t=0时刻磁场方向垂直于纸面向里，则下列说法正确的是（　　） A．t=0时刻，穿过线圈的磁通量为－B0a2 B．在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为πB0a2 C．在0~2t0时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为 D．在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向先为顺时针方向后为逆时针方向 7．如图所示，相距为d的两水平虚线p1、p2表示方向垂直纸面向里的匀强磁场的上下边界，磁场的磁感应强度为B．正方形线框abcd的边长为L（L<d）、质量为m、电阻为R，线框处在磁场正上方，ab边与虚线p1相距h．线框由静止释放，下落过程中线框平面始终在竖直平面内，线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同．在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（） A．线框克服安培力所做的功为mgd B．线框克服安培力所做的功为mgL C．线框的最小速度为 D．线框的最小速度为 8．如图所示为某品牌汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（    ） A．对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果 B．增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C．只要产生振动，电磁减震系统就能起到减震效果 D．振动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 9．如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d＝0.4m，现有一边长l＝0.2m、质量m＝0.1kg、电阻R＝0.2Ω的正方形线框MNOP以v0＝5m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，线框向右运动的最大距离为（　　） A．1.8m B．2.5m C．4.5m D．4.9m 10．学生常用的饭卡内部主要由线圈和芯片组成，示意图如图甲所示，当饭卡处于刷卡机感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内的线圈中产生感应电流来驱动芯片工作．已知线圈共n匝、围成的面积为S。某次刷卡时，线圈平面与磁场方向垂直，且全部处于磁场区域内，线圈内的磁感线始终均匀分布，取磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，在时间内，下列说法正确的是（　　） A．线圈有扩张的趋势 B．线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向 C．通过线圈的磁通量变化量大小为 D．线圈中的感应电动势大小为 二、多选题 11．如图所示，在水平面上固定光滑导轨、，之间用导线连接，两导轨间距是。两导轨间有磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场，虚线是匀强磁场的左、右边界，在磁场左边导轨上有一根质量为、有效电阻为的导体棒，导体棒以初速度向右进入磁场，并以速度从右边穿出磁场，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．导体棒穿过磁场的过程中电流方向由到 B．导体棒穿过磁场的过程中产生的热量是 C．通过导体棒的电量是 D．匀强磁场左、右边界之间的距离是 12．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，关于线圈中的电流，下列说法正确的是（   ） A．线圈中的电流跟匝数的多少无关 B．把线圈面积增加一倍，线圈中电流也增加一倍 C．把线圈半径增加一倍，线圈中电流也增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角，线圈中电流可能会增加一倍 13．如图所示，在匀强磁场中放置一个边长为1m、电阻为0.5Ω的单匝正方形导线框，线框平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度的大小按B=(1+2t)T随时间变化，则（ ） A．线框中的感应电动势逐渐增大 B．线框中的感应电流大小始终为4A C．t=1s时线框受到的磁场力为12N D．t=1s时穿过线框的磁通量为3Wb 14．如图甲所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图乙所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中电阻的阻值之比为3∶1，则下列说法中正确的是（  ） A．导体棒向右运动时，流过电阻R上的电流方向为a→b B．第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间之比为 C．第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为 D．第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同时间通过回路的电荷量之比 15．如图甲所示，电阻、匝数匝的线图两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化，下列说法正确的是（　　） A．通过R的电流方向为由A通过R到B B．线圈两端的电压为 C．R的电功率为 D．时间内通过电阻R的电荷量为 三、填空题 16．如图所示，电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体的ab长度l=0.4m，运动速度v=10m/s．线框的电阻不计． （1）电路abcd中相当于电源的部分是 ，相当于电源的正极是 端． （2）使导体ab向右匀速运动所需的外力F′= N，方向 （3）电阻R上消耗的功率P= W． （4）外力的功率P′= ． 17．如图所示，两个用相同导线制成的不闭合环A和B，半径RA＝2RB，两环缺口间用电阻不计的导线连接．当一均匀变化的匀强磁场只垂直穿过A环时，a、b两点间的电势差为U．若让这一均匀变化的匀强磁场只穿过B环，则a、b两点间的电势差为 ． 四、解答题 18．有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，若将这个线圈横截面的形状在5s内由正方形改变成圆形（横截面的周长不变），在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？磁通量的变化率是多少？线圈的感应电动势是多少？ 19．水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L=0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1 T，一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4 m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R1=0.3 Ω，R2=0.6 Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体棒与导轨接触良好．求： （1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小； （2）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率． 20．一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图（a）所示，已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图（b）所示，图中的最大磁通量 和变化周期T都是已知量，求： （1）在到的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q； （2）在到的时间内，金属环所产生的电热Q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2.2 法拉第电磁感应定律 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C D A C D C D D 题号 11 12 13 14 15 答案 BD AC BD ABD AC 1．D 【详解】A．穿过闭合电路的磁通量发生变化，才会产生感应电流，故A错误； B．磁通量减少的越来越慢，感应电流才会减少，故B错误； CD．磁通量的大小与电动势大小无关，磁通量变化快，感应电动势大，故C错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】导线框进入磁场与出磁场时有感应电流，完全在磁场中时，导线框不产生感应电流，由感应电流的过程的路程s=2l，则感应电流的时间： 故B正确，ACD错误； 故选B。 3．C 【详解】A．导线通电后，其下方的小磁针偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，选项A错误； B．通电导线在磁场中受力运动是电动机原理，不是电磁感应现象，选项B错误； C．金属杆切割磁感线时，产生感应电流，使电流表指针偏转，是电磁感应现象选项C正确； D．通电线圈在磁场中受力转动是电动机原理，不是电磁感应现象，选项D错误 故选C。 4．D 【详解】A．磁通量大，磁通量变化量不一定大，选项A错误； B．磁通量变化大，磁通量变化率不一定大，还要看时间，选项B错误； C．磁通量为零，磁通量变化率不一定为零，选项C错误； D．磁通量变化大，磁通量变化率可能很小，感应电动势可能很小，选项D正确。 故选D。 5．A 【详解】当右边进入磁场时，便会产生感应电流，由楞次定律得，感应电流应是逆时针方向，由于有效切割长度逐渐增大，导致感应电流的大小也均匀增大；当线框右边出磁场后，有效切割长度不变，则产生感应电流的大小不变，但比刚出磁场时的有效长度缩短，导致感应电流的大小比其电流小，但由楞次定律得，感应电流应仍是逆时针，故排除BC；当线框左边进入磁场时，有效切割长度在变大，当感应电流的方向是顺时针，即是负方向且大小增大，故A正确，BCD错误。 故选A. 6．C 【详解】A．时刻，磁感应强度为，穿过线圈的磁通量为，选项A错误； B．在时间内，线圈磁通量由垂直纸面向里变为垂直纸面向外，变化量为，选项B错误； C．在时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流为 通过线圈导线横截面的电荷量 选项C正确； D．根据楞次定律和安培定则，在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向始终为顺时针方向，选项D错误。 故选C。 7．D 【详解】线框的ab边刚进入磁场到ab边刚离开磁场这段过程中，根据动能定理得：mgd-WA=0，所以WA=mgd．线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同，可知线框进磁场的过程和出磁场的过程是相同的，所以在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，克服安培力做的功为WA总=2WA=2mgd．故A错误，B错误． 线框刚完全进入磁场时的速度最小，线框的ab边刚进入磁场时的速度，则ab边刚离开磁场时的速度，由v2-v02=2g（d-L），知，故线框的最小速度为 ，故C错误、D正确． 8．C 【详解】AC．对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果。故A错误；C正确； B．根据法拉第电磁感应定律 线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安培力的大小。故B错误； D．振动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变。故D错误。 故选C。 9．D 【详解】设线框在穿过磁场时的速度为，则其电动势为 通过线框的电流 根据动量定理可得 所以线框在磁场中运动的位移 解得 每个线框的宽度为d＝0.4m，线框在穿过磁场边界时才会减速运动，则穿过边界的次数为 一个磁场两个边界，所以线框会穿过6个磁场，6个空白区域，第7个磁场进入的距离为 所以线框水平向右的最大距离 故选D。 10．D 【详解】A．在时间内，磁感应强度增大，磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知线圈有缩小的趋势，故A错误； B．根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向，故B错误； C．通过线圈的磁通量变化量大小为 故C错误； D．由法拉第电磁感应定律可知，线圈中的感应电动势大小为 故D正确。 故选D。 11．BD 【详解】A．根据题意，由右手定则可知，导体棒穿过磁场的过程中电流方向由，故A错误； B．根据题意，由能量守恒定律可知，导体棒穿过磁场的过程中产生的热量是 故B正确； CD．根据题意，由动量定理有 则有 解得 由、和可得 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 12．AC 【详解】A．设导线的电阻率为ρ，横截面积为S0，线圈的半径为r，则 可见，线圈中的电流跟匝数的多少无关，A正确； B．若将线圈的面积增加一倍，半径r增加倍，电流增加倍，B错误； C．把线圈半径增加一倍，线圈中电流也增加一倍，C正确； D．将线圈与磁场方向的夹角改变时，sinθ不能变为原来的2倍（因sinθ最大值为1），D错误。 故选AC。 【点睛】本题综合考查了电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律。关键能运用这些定律推导出电流的表达式；根据法拉第电磁感应定律，电阻定律以及欧姆定律推导出电流I的表达式，看I与什么因素有关。 13．BD 【详解】AB．根据 T 可得：T/s，为一个定值，根据法拉第电磁感应定律得线框中的感应电动势为： V 根据欧姆定律得线框中的感应电流大小为： A A错误，B正确； C．线框全部处于磁场中，对边长度相等，电流大小相等，方向相反，所以受到的磁场力也是大小相等，方向相反，则线框受到的磁场力为零，C错误； D．t=1s时，B=3T，所以此时穿过线框的磁通量为3×1×1Wb=3Wb，D正确。 故选BD。 14．ABD 【详解】A．根据右手定则，导体棒向右运动时，流过电阻R上的电流方向为a→b，故A正确； B．依题意，杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v=0时分别有 则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为 得 故B正确； C．第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有 整理有 则可知两次运动中F—v图像的斜率为，则有 得 故C错误； D．第一次杆从静止开始运动时间通过回路的电荷量 第二次杆从静止开始运动时间通过回路的电荷量 得 故D正确。 故选ABD。 15．AC 【详解】A．根据楞次定律，可知电流方向为由A通过R到B，A正确； B．线圈产生的感应电动势 线圈两端的电压为路端电压 B错误； C．R的电功率 C正确； D．时间内通过电阻R的电荷量 D错误。 故选AC。 16． ab； a； 0.032； 向右； 0.256； 0.32W； 【详解】（1）回路中，导体ab切割磁感线运动，产生动生电动势，故ab部分相当于电源，根据右手定则可知，a端相当于电源正极； （2）若导体ab向右匀速运动，则外力等于ab导体受到的安培力，因为，，，联立得：，方向向右； （3）电阻R上消耗的功率 （4）外力的功率 17． 【详解】由电阻定律得，圆环的电阻：R＝ρρ，两环是用相同导线制成的，则ρ与S相同，电阻与半径成正比，则RA＝2RB；由法拉第电磁感应定律得：E•S•πr2，，磁场穿过A时，ab间电势差：Uab＝IRBRB＝U，磁场穿过B时，ab间电势差：Uab′＝I′RARA2RBU． 18．5.5×10－3Wb；1.1×10－3Wb/s；0.11V 【详解】线圈横截面是正方形时的面积 S1＝L2＝（0.20）2m2＝4.0×10－2m2 穿过线圈的磁通量 Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb 截面形状为圆形时，其半径 r＝＝ 截面积大小 S2＝π（）2＝m2 穿过线圈的磁通量 Φ2＝BS2＝0.50×Wb≈2.55×10－2Wb 所以，磁通量的变化量 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝（2.55－2.0）×10－2Wb＝5.5×10－3Wb 磁通量的变化率 ＝Wb/s＝1.1×10－3Wb/s 感应电动势为 E＝n＝100×1.1×10－3V＝0.11V 19．（1）5 A；（2）10 W。 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律 又 则感应电流的大小 （2）导体棒PQ匀速运动，则 故外力做功的功率 20．（1） ；（2） 【详解】（1）由磁通量随时间变化的图线可知在到时间内，环中的感应电动势为 在以上时段内，环中的电流为 则在这段时间内通过金属环某横截面的电量 联立求解得 （2）在到和在到时间内，环中的感应电动势为0；在到时间内，环中的感应电动势 由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为 在到时间内金属环所产生的电热为 联立求解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $