第2章 2 法拉第电磁感应定律（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）江苏专版

[基础巩固] 1．下列各图中，相同的条形磁铁穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是(　　) 解析　感应电动势的大小为E＝n＝n，A、B两种情况磁通量变化量相同，C中ΔΦ最小，D中ΔΦ最大，磁铁穿过线圈所用的时间A、C、D相同且小于B所用的时间，所以选项D正确。 答案　D 2.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　) A．　 B．　 C．　 D． 解析　由法拉第电磁感应定律可知，在Δt时间内线圈中产生的平均感应电动势为E＝n＝n＝，选项B正确。 答案　B 3．(2025·连云港高二期中)一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，由于空气阻力很小，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁上下震动的幅度，下列说法中正确的是(　　) A．S闭合磁铁的振动幅度迅速减小，S断开磁铁的振动幅度几乎不变 B．S闭合磁铁的振动幅度迅速增大，S断开磁铁的振动幅度几乎不变 C．S闭合或断开，磁铁的振动幅度变化相同 D．S闭合，磁铁上下振动会一直震动下去 解析　闭合磁铁下方的线圈中将因为磁铁的振动而使线圈中的磁通量发生改变，从而产生感应电流，而电路消耗电能，则根据能量守恒可知，由磁铁的机械能转化的电能被电路消耗，因此整个系统的机械能减小，磁铁的振幅减小；S断开时，下方线圈中不产生感应电流，电路处于断路状态，不消耗电能，则由能量守恒可知，系统的机械能不变，磁铁的振动幅度几乎不变，故选A。 答案　A 4.在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法正确的是(　　) A．A点电势比O点电势高 B．A点电势比O点电势低 C．A点电势等于O点电势 D．扇叶长度越短，转速越快，两点间的电势差数值越大 解析　因北半球地磁场方向斜向下(有效磁场竖直向下)，电风扇逆时针方向转动，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则知，A点相当于电源的正极，O点相当于电源的负极，所以A点的电势高于O点的电势，故选项A正确，B、C错误；转动切割的电动势E＝Bl2ω，则知扇叶长度越短，转速越快，感应电动势不一定越大，电势差就不一定越大，故选项D错误。 答案　A 5．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过，设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s。下列说法正确的是(　　) A．电压表记录的电压为5 mV B．电压表记录的电压为7 mV C．河南岸的电势较高 D．河北岸的电势较高 解析　海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为自西向东运动的导体在切割竖直向下的磁感线。根据右手定则可判断，北岸是正极，电势高，南岸电势低，所以选项C错误，D正确；根据法拉第电磁感应定律E＝Blv＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3 V，选项A错误，B错误。 答案　D 6.如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa－φb(　　) A．恒为 B．从0均匀变化到 C．恒为－ D．从0均匀变化到－ 解析　根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势E＝n＝n，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为φa－φb＝－n·，选项C正确。 答案　C 7．(2025·镇江高二期末)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　) A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为3∶1 C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D．a、b线圈中电功率之比为27∶1 解析　根据楞次定律“增反减同”两线圈内的感应磁场均垂直纸面向外，由安培定则可知，感应电流的方向均为逆时针，故A错误；感应电动势为E＝n＝nS，所以感应电动势之比＝＝＝，所以a、b线圈中的感应电动势之比为9∶1，故B错误；线圈电阻之比为＝＝，电流之比为＝＝，所以a、b线圈的电流之比为3∶1，故C错误；电功率之比＝＝，a、b线圈的电功率之比为27∶1，故D正确。 答案　D 8.如图所示，粗细均匀，电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l，长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向右运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为(　　) A．0　　　　　　　　　　　 B．Blv0 C． D． 解析　按照E＝Blv0求出感应电动势，所求的金属棒两端的电势差为路端电压。左右侧圆弧均为半圆，电阻均为，并联的总电阻即外电路电阻R＝，金属棒的电阻等效为电源内阻r′＝，故U＝＝，故选项D正确。 答案　D [能力提升] 9．如图甲所示，n＝50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则a、b两点的电势高低与电压表的读数为(　　) A．φa＞φb,20 V B．φa＞φb,100 V C．φa＜φb,20 V D．φa＜φb,100 V 解析　从图中发现，线圈的磁通量是增大的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据安培定则，可以判断出线圈中感应电流的方向为逆时针方向。在回路中，线圈相当于电源，由于电源是逆时针方向，所以a相当于电源的正极，b相当于电源的负极，所以a点的电势高于b点的电势。根据法拉第电磁感应定律得E＝n＝50×2 V＝100 V，电压表读数为100 V，故选项B正确。 答案　B 10．(2025·扬州期中)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应随时间t变化，以下四个图像能正确反映B和t之间对应关系的是(　　) 解析　当闭合回路的磁通量不变时，导体棒中不产生感应电流B0l2＝Bl，解得B＝，由此可以看出，随时间t增加，B减小，且减小得越来越慢，故A、B错误；磁感应强度B＝，可改写为＝＝＋，可知­t是线性函数，故C正确，D错误。 答案　C 11．如图所示，半径为r的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。一根长度略大于2r的导线MN以速度v在圆导轨上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计，试求： (1)在滑动过程中通过电阻R的电流的平均值； (2)当导线MN通过圆形导轨中心时，导轨MN所受安培力的大小； (3)如果导线MN的电阻为R0，当导线MN通过圆形导轨中心时，电阻R两端的电压。 解析　(1)整个过程中磁通量的变化ΔΦ＝BS＝Bπr2，所用时间为Δt＝，代入＝， 可得＝＝。 根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流平均值为＝＝。 (2)当导线MN通过圆形导轨中心时，瞬时感应电动势为E＝Blv＝2Brv。 根据闭合电路欧姆定律，此时电路中的感应电流为 I＝＝， 则导线MN此时所受到的安培力为F＝BIl＝。 (3)根据闭合电路欧姆定律，电路中的感应电流为 I′＝＝， 则电阻R两端的电压为U＝I′R＝。 答案　(1)　(2)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $