2.3 感应电动势的大小—法拉第电磁感应定律基础巩固 2021—2022 学 年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的相同位置处，不发生变化的物理量是(　　) A．磁通量的变化率 B．感应电动势的大小 C．磁通量的变化量 D．感应电流的大小 2．如图所示，匀强磁场方向与矩形线框平面垂直，穿过线框的磁通量为  。若磁场的磁感应强度大小变 1 为原来的 2 ，则磁通量变为（ ） 1 A． 4  1 B． 2  C． 2 D． 4 3．首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是（　　） A．赫兹 B．法拉第 C．爱因斯坦 D．麦克斯韦 4．如图甲所示，10 匝的线圈内有一垂直纸面向里的磁场，线圈的磁通量在按图乙所示规律变化，下列说 法正确的是（　　） A．电压表读数为 20V B．电压表读数为 15V C．电压表“+”接线柱接 B 端 D．电压表“+”接线柱接 A 端 5．以下涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法不正确的是（ ） A．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量 B．奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场 C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出后人称之为法拉第电磁感应定律的结论 D．牛顿根据理想斜面实验，提出力是改变物体运动状态的原因 6．有一个半径为 4cm 、共计 100 匝的圆形线圈处在磁感应强度为 4T 的匀强磁场中，初始时线圈平面与磁 场垂直，现把线圈平面旋转 60�，则在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量大小约为（　　） A． 1.73Wb B． 0.0173Wb C． 1Wb D． 0.01Wb 7．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向 为垂直纸面向外，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示，则（ ） A．0～t1 时间内，导线框中电流的方向为 abcda B．0～t1 时间内，导线框中电流越来越小 C．0～t2 时间内，导线框中电流的方向始终为 adcba D．0～t2 时间内，导线框 ab 边受到的安培力大小恒定不变 8．如图所示，乙半径为 a、电阻为 R 的金属圆环(被固定)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 3B，在此过程中  a2 B A．线圈中产生的感应电动势为 2t  a2 B B．线圈中产生的感应电动势为 t C．线圈中产生的感应电流为 0 2 a 2 B D．线圈中产生的感应电流为 Rt 9．如图所示，两金属板 A、B 水平放置，与切口很小的圆形金属线圈用导线相连，线圈内存在垂直纸面向 内，磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，带正电的小球静置于板间的绝缘水平面上．根据题目信息， 下列说法正确的是（ ） A．金属板 A 带正电 B．两金属板间电压逐渐增加 C．两金属板所带电量逐渐减小 D．小球对绝缘水平面的压力不变 10．在如图甲所示的电路中，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 竖直向下，螺线管匝数 n  1000 匝，横截 面积 S  20cm2 . 螺线管导线电阻 r  1.0 ， R1  4.0 ， R2  5.0 ， C  30 F . 在一段时间内，穿过螺线管 的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是 ( 　　 ) A．闭合 S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 B．螺线管中产生的感应电动势为 1V C．闭合 S，电路中的电流稳定后，电阻 R1 的电功率为 D．闭合 S，电路中的电流稳定后，再断开 S，流经 R2 5 �104 W 的电荷量为 1.2 �105 C 11．如图甲所示，在电阻 R＝1 Ω，面积 S1＝0.3 m2 的圆形线框中心区域存在匀强磁场，圆形磁场区面积 S2 ＝0.2 m2．若取磁场方向垂直纸面向外为正方向，磁感应强度 B 随时间的变化规律可用图乙描述，则线框 中的感应电流 I(取顺时针方向为正方向)随时间 t 的变化图线是(　　) A． B． C． D． 12．如图甲所示，半径为 r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与 两块水平放置的平行金属板 A、B 连接，两板间距为 d 且足够大。有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定 向里为正，其变化规律如图乙所示。在平行金属板 A、B 正中间有一电荷量为 q 的带电液滴，液滴在 0~ 1 T g。下列说法正确的是（　　） 4 内处于静止状态。重力加速度为 4B0 q r 2 A．液滴的质量为 gdT B．液滴带负电 3 C． t  T 时液滴的运动方向改变 4 1 2 D．t=0.5T 时液滴与初始位置相距 gT 2 13．竖直向上的匀强磁场中，水平放置一单匝金属圆形线圈，线圈所围的面积为 0．1m2，线圈的电阻为 1Ω．规定图（a）所示感应电流的方向为正方向．磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图（b）所示， 则以下说法正确的是 A．第 1s 内，线圈具有扩张趋势 B．第 3s 内，线圈的发热功率最大 C．第 4s 时，感应电流的方向为负 D．0～5 s 时间内，感应电流的最大值为 0．1A 14．半径为 r、电阻为 R 的 n 匝圆形线圈在边长为 l 的正方形 abcd 之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方 形区域，如图甲所示。当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率和 t0 时刻 线圈产生的感应电流分别为（　　） nB0l 2 B0l 2 A． t0 ， t0 R 2 Bπr nBπr 0 0 C． t0 ， t0 R B0l 2 B． t0 ，0 2 2 Bπr 0 D． t0 ，0 15．如图所示为一种早期发电机的原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁 铁构成，两磁极相对于线圈平面对称．当磁极绕转轴匀速转动时，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 MOP 运动（O 是线圈的中心）．在磁极的投影从 M 点运动到 P 点的过程中 A．流过电流表的电流由 F 指向 E B．流过电流表的电流先增大再减小 C．流过电流表的电流先减小再增大 D．流过电流表的电流先增大再减小，然后再增大、再减小 二、填空题（共 4 题） 16．在如图所示的回路中，若回路面积从 Bt  0.8T S0  8m 2 变到 St  18m 2 ，磁感应强度 B 同时从 、方向垂直纸面向里，则回路中的磁通量的变化量为________ Wb B0  0.1T 变到 。 17．A、C 两个闭合线圈为同样的导线，均绕成 10 匝，半径为 rA＝2rC，内有如图所示的有理想边界的匀强 磁场．若磁场均匀地减小，则 A、C 环中感应电动势之比 EA∶EC＝________，产生的感应电流之比 IA∶IC＝ ________. 18．金属杆 ABC 处于磁感强度 B=0.1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。已知 AB=BC=20cm，当金 属杆在图中标明的速度方向运动时，测得 A、C 两点间的电势差是 3.0V，则可知移动速度 v = _______m/s，其中 A、B 两点间的电势差 UAB= ________V 19．如图所示，将条形磁体从同一高度插入线圈的实验中。 （1）快速插入和缓慢插入，磁通量的变化量 ΔΦ 相同吗？指针偏转角度相同吗？ （2）分别用一根磁体和两根磁体以同样速度快速插入，磁通量的变化量 ΔΦ 相同吗？指针偏转角度相同吗？ （3）感应电动势的大小取决于什么？ 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，两光滑平行金属导轨固定于同一水平面上，相距 l ，左端与一电阻 R 相连；整个系统置于 匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向竖直向下。一质量为 m 的导体棒置于导轨上，在水平外力 F 的作 用下沿导轨静止开始向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽 略。求： （1）速度为 v 时，导体棒的中的电流； （2）导体棒的最大速度 vmax。 21．如图所示，光滑导轨在竖直平面内，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度 B=0.5T，电源的电 动势为 1.5 V，内阻不计．当电键 K 拨向 a 时，导体棒（电阻为 R）PQ 恰能静止。当 K 拨向 b 后，导体棒 PQ 在 1 s 内扫过的最大面积为多少？（导轨电阻不计） 22．如图甲所示，横截面积 S  0.5m 2 的 100 匝圆形导体线圈 A 处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其 磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示，设垂直纸面向外为磁感应强度的正方向。R1 为电阻箱，其 最大阻值为 (1) R1  0 10Ω ， R2  4Ω ，线圈的内阻 r  1Ω 。求： 时通过 R2 的电流方向和大小； (2)R1 消耗的最大功率。 23．如图所示，磁感应强度 B=0.2 T 的匀强磁场中有一折成 30°角的金属导轨 aOb，导轨平面垂直磁场方向， 一条直导线 MN 垂直 Ob 方向放置在导轨上并接触良好．当 MN 以 v=4 m／s 的速度从导轨 O 点开始向右沿 水平方向匀速运动时，若所有导线（轨）单位长度的电阻 r=0.1Ω/m，求： （1）经过时间 t 后，闭合回路的感应电动势的瞬时值； （2）闭合回路中的电流大小和方向． 参考答案 1．C 2．B 3．B 4．D 5．D 6．D 7．A 8．B 9．D 10．D 11．C 12．A 13．C 14．A 15．D 16．13.6 17．1:1 1:2 18．100m/s 2V 19．（1）磁通量的变化量相同，但磁通量变化的快慢不同，快速插入比缓慢插入时指针偏转角度大； （2）用两根磁体快速插入时磁通量的变化量较大，磁通量变化率也较大，指针偏转角度较大；（3）感应 电动势的大小取决于 20．（1）  的大小 t Blv FR ；（2） R B 2l 2 21．3m2 22．(1) 2A ，从 a 到 b；(2) 5W 23．（1）E=1.85t（2）1.70A，方向逆时针