第二章 专题训练二 法拉第电磁感应定律的应用-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第二册（人教版） 专题训练二 法拉第电磁感应定律的应用 1.穿过一个单匝的磁通量始终保持每秒均匀 平面并且有上、下水平边界的匀强磁场 地减少2Wb的线圈，则() 中。一根金属杆MW保持水平并沿导轨滑 A.线圈中感应电动势每秒增加2V 下（导轨电阻不计），当 B.线圈中感应电动势每秒减少2V 金属杆MN进入磁场区 C.线圈中无感应电动势 后，其运动的速度随时间 D.线圈中感应电动势大小不变 变化的图线不可能的是 2.（多选)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间 第3题图 t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所 示，下列关于回路中产生的感应电动势 的论述，正确的是() D 4.如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C 丙 的电容器，电路的右侧是一个环形导体， 第2题图 环形导体所围的面积为S。在环形导体中 A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应 B.图乙中回路产生的感应电动势一直在 强度的大小随时间变化的规律如图乙所 变大 示。则在0~to时间内电容器() C.图丙中回路在0~o时间内产生的感应 电动势大于toc2to时间内产生的感应电 动势 D.图丁回路产生的感应电动势先变小再 变大 甲 乙 3.如图所示，两根竖直放置的光滑平行导 第4题图 轨，其中一部分处于方向垂直于导轨所在 42)练 第二章电磁感应。 A.上极板带正电，所带电荷量为CS(B-B) :7.等离子体气流由左方连续以速度射入 to P1和P2两板间的匀强磁场中，b直导线 B.上极板带正电，所带电荷量为C(B-B) 云 与P、P2相连接，线圈A与直导线cd连 C.上极板带负电，所带电荷量为CSB-B) 接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场， to 且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所 D.上极板带负电，所带电荷量为C(B-B) 示，则下列叙述正确的是( to 5.如图所示，一导线弯 A 成半径为a的半圆形 闭合回路。虚线MW 右侧有磁感应强度为 B的匀强磁场，方向 第5题图 分 垂直于回路所在的平面。回路以速度v向 第7题图 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 A.0~1s内，ab、cd导线互相排斥 场为止，下列结论不正确的是() B.1~2s内，ab、cd导线互相吸引 A.感应电流方向不变 C.2~3s内，ab、cd导线互相吸引 B.CD段直线始终不受安培力 D.3~4s内，ab、cd导线互相吸引 C.感应电动势最大值E=Bam 8.电阻R、电容C与一 D.感应电动势平均值E=}πBam 线圈连成闭合回路 S0 条形磁铁静止于线圈 6.（多选)如图 的正上方，N极朝下， 所示，一电 9 如图所示。现使磁铁 子以初速度 第8题图 开始自由下落，在N v沿与金属 第6题图 板平行方向飞入MN两极板间，突然发 极接近线圈上端的过程中，流过R的电流 现电子向M板偏转，若不考虑磁场对电 方向和电容器极板的带电情况是( 子运动方向的影响，则产生这一现象的 A.从a到b,上极板带正电 原因可能是（) B.从a到b,下极板带正电 A.开关S闭合瞬间 C.从b到a,上极板带正电 B.开关S由闭合后断开瞬间 D.从b到a,下极板带正电 C.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向 9.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所 右迅速滑动 示。磁感线的方向与导线框所在平面垂 D.开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向 直，规定磁场的正方向为垂直于纸面向 左迅速滑动 里，磁感应强度B随时间t变化的规律如 43 N 高中物理选择性必修第二册（人教版） 图乙所示，则() (1)回路中的感应电动势大小。 (2)回路中电流的大小和方向。 AB ×××××× (3)a、b两点间的电势差。 + ××××× + ×××× + ×x×× XX ×a××××b× : 甲 第9题图 第10题图 A.从0~t时间内，导线框中电流的方向 为abeda B.从0~t时间内，导线框中电流越来 越小 C.从02时间内，导线框中电流的方向 始终为adcba D.从0t2时间内，导线框bc边受到的安 培力越来越大 10.如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈 处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈 平面，已知磁感应强度随时间变化的规： 律为B=(2+0.2)T,定值电阻R=62, 线圈电阻R2=42,求： (44)练高中物理选择性必修第二册（人教版） 最大，则由法拉第电磁感应定律得知，此时感应电动势 最大，且不为0，而在C时刻切线斜率为0，磁通量的 变化率为0，则感应电动势为0，B正确，A、C错误； 根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势￡=△中= △t 2x10-3 V=0.4V,故D错误。 0.005 12.BD【解析】根据图像知00.5T磁感应强度增 加，根据楞次定律，线圈中的感应电动势沿逆时针方 向：05TT磁感应强度减弱，由楞次定律，线圈中的 感应电动势沿顺时针方向，A错误：根据法拉第电磁感 应定律B=△中_AB5,因为0-0.5T和0.5T-T磁感应强 △t△t 度的变化率为定值且绝对值相等，所以感应电动势大 小不变，B正确；根据1= 及。，整个过程中电流大小 不变，由P=IR知电阻R消耗的功率不变，C错误，D 正确。 13.AB【解析】当导体棒进入磁场后，穿过闭合回 路的磁通量增大，产生的感应电流将阻碍导体棒向右运 动，故导体棒向右做减速运动，在右边界速度最小，根 据=B=①，可知流过金属棒的电流在右边界 R+rR+r 最小，之后导体棒做平抛运动，在水平方向上做匀速运 动，即右边界的速度即为平抛运动的初速度，所以在右 0界的速度为=之，/2V名，代人①可得流 t 过金属棒的最小电流，A正确；通过金属棒的电荷量q= 1仙及部.B正确：由于不知过导体样的 质量，无法根据动能定理计算金属棒克服安培力所做的 功以及金属棒产生的焦耳热，C、D错误。 14.(1)0.75(2)2A,方向ADCBA(3)4s 【解析】(1)由平衡知识可知：mgsin37°-umgcos0, 解得=0.75。 (2由法拉第电选感应定律：台业盟、，其中 △=15-10Ts=0.5T5,解得E=0.04V,1-2A, △t-1 R 方向A DCBA。 (3)由Bll=mgsin37°+F,得B=3T,因B=1T+ 0.5tT,解得t=4s。 58 n 专题训练二 法拉第电磁感应定律 的应用 1.D 2.CD【解析】根据E=n△中可知，图甲中E=0A △t 错误；图乙中E为恒量，B错误；图丙中0~时间内的 E,大于to~2时间内的E2,C正确；图丁中感应电动势 先变小再变大，D正确。 3.B【解析】当金属杆MN进入磁场区后，切割磁 感线产生感应电流，受到向上的安培力。金属杆MW进 人磁场区时，若所受的安培力与重力相等，做匀速直线 运动，速度不变，所以A图像是可能的。金属杆MN进 人磁场区时，若所受的安培力小于重力，做加速运动， 随着速度的增大，感应电动势和感应电流增大，金属杆 所受的安培力增大，合外力减小，加速度减小，-t图 像的斜率应逐渐减小，故B图像不可能，C图像是可能 的。金属杆MW进入磁场区时，若所受的安培力大于重 力，做减速运动，随着速度的减小，金属杆所受的安培 力减小，合外力减小，加速度减小，-t图像的斜率减 小，D图像是可能的。 4.A【解析】根据法拉第电磁感应定律，电动势E= (BB)S，电容器两端的电压等于电源的电动势，所 to 以电容器所带的电量Q=CU=CS(BB)。根据楞次定 to 律，在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方 向，所以电容器的上极板带正电。故A正确，B、C、D 错误。 5.B【解析】根据楞次定律，知半圆形闭合回路在 进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，方 向不变，故A正确；根据左手定则，CD段所受的安培 力方向竖直向下，故B错误；切割的有效长度的最大值 为a,则感应电动势的最大值E=Baw,故C正确；根据 法拉第电磁感应定律得：B4B暨 2 △t D正确。 6.AD【解析】电子向M板偏转，说明电子受到向 左的电场力，两金属板间的电场由M指向N,M板电势 高，V板电势低，这说明与两金属板相连的线圈产生的 感应电动势左端电势高，与N板相连的右端电势低；开 关S闭合瞬间，由安培定则可知，穿过线圈的磁通量向 右增加，由楞次定律知在右侧线圈中感应电流的磁场方 向向左，产生左正右负的电动势，电子向M板偏转，A 正确；开关S由闭合后断开瞬间，穿过线圈的磁通量减 少，由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动 势，电子向N板偏转，B错误；开关S是闭合的，滑动 变阻器滑片P向右迅速滑动，滑动变阻器接入电路的电 阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定 律知在上线圈中产生左负右正的电动势，电子向N偏 转，C错误：开关S是闭合的，滑动变阻器滑片P向左 迅速滑动，滑动变阻器接人电路的阻值减小，电流增 大，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律知在上线圈中 感应出左正右负的电动势，电子向M偏转，D正确。 7.B【解析】由左侧电路可以判断b中电流方向由 a到b;由右侧电路及图乙可以判断，0-2s内cd中电流 为由c到d,跟ab中电流同向，因此ab、cd相互吸引， 故A错误，B正确；2~4s内cd中电流为由d到c,跟 ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，故C、D错误。 8.D【解析】当磁铁N极向下运动时，导致向下穿 过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得，感应磁场方向 与原来磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向 沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过R的电 流方向是从b到α，对电容器充电，使下极板带正电。 9.C【解析】由图可知，0t2内，线圈中磁通量的 变化率相同，故0~2时间内电流的方向相同，由楞次定 律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方 向，故A错误，C正确；从0~t,时间内，线圈中磁通量 的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小 也恒定不变，故B错误；从0~时间内，磁场的变化率 不变，则电路中电流大小恒定不变，故由F=B可知，F 与B成正比，即先减小后增大，故D错误。 10.(1)4V(2)0.4A,逆时针方向(3)2.4V 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，则有 E=N△B:S=100x0,2x0.2V=4V。 △t (2)根据楞次定律，垂直于线圈平面向里的磁通量 增加，则电流方向是逆时针方向；依据闭合电路欧姆定 律，则有上R46A04A (3)根据欧姆定律，则有U=R=0.4x6V=2.4V。 ●·3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动 基础练习 1.A【解析】电磁炉是利用涡流现象工作的，故A 正确。 2.A【解析】锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率 参考答案与解析。 有关，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体 中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错 误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制 作锅体，故C错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制 成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电 能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误。 3.C【解析】当探测器中通以交变电流线圈靠近金 属物时，线圈在空间产生交变的磁场，金属物品横截面 的磁通量发生变化，会产生感应电流，故探测器采用了 电磁感应原理中的涡流的原理；变压器采用了电磁互感 原理，要防止涡流，故A错误；日光灯的镇流器采用的 是线圈的自感现象，与涡流无关，故B错误；电磁炉 中，将炉子中的线圈通以交变电流，线圈将产生变化的 磁场，该磁场穿过铁质锅时，在锅底的部分将产生祸 流，所以电磁炉的原理与金属探测器工作原理相似，故 C正确；直流电动机是通电导体在磁场中受力，与涡流 无关，故D错误。 4.D【解析】只要能够产生感应电流，都能对磁铁 的运动产生阻碍作用，A、B、C错误；若圆环的材料不 是导体材料，不能产生感应电流，无法对磁铁产生阻碍 作用，故D正确。 提升练习 5.C【解析】金属探测器只能探测金属，不能用于 食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错 误：金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流， 故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与 被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测效果，故 D错误。 6.ACD【解析】用来治炼金属的真空冶炼炉，炉外 有线圈，线圈中通入高频交变电流，炉内的金属中产生 涡流，涡流产生的热量使金属熔化，所以A正确；家用 电磁炉锅体中的涡流是由交变电流产生的变化的磁场而 引起的，不是由恒定的磁场引起的，故B错误：阻尼摆 的铝片以一定速度掠过磁场时切割磁感线产生涡流，涡 流在磁场中所受合力方向与摆动方向相反，从而阻碍其 运动，故C正确；变压器的铁芯用绝缘的硅钢片叠成， 是为了减小涡流，减小能量损失，故D正确。 7.AD【解析】电磁炉是利用电磁感应加热原理制 成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈（即励磁线 圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具 等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈 周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过 金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需 59