2.2 法拉第电磁感应定律同步练习 2021—2022 学年高中物理教科版 （2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 14 题） 1．无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图， M 为受电线圈，N 为 送电线圈。图乙为受电线圈 M 的示意图，线圈匝数为 n、横截面积为 S，a、 b 两端连接车载变流装置，某 段 Δt 时间内线圈 N 产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈 M 。下列说法正确是（　　） A．当线圈 N 接入恒定电流时，不能为电动汽车充电 B．当线圈 M 中磁感应强度 B 不变时，线圈 M 两端产生恒定电压 C．当线圈 M 中的磁感应强度 B 均匀增加时，线圈 M 两端产生电压可能变大 D．若这段 Δt 时间内线圈 M 中磁感应强度大小均匀增加 B ，则 SΔB 中产生的电动势为 Δt M 2．如图所示，直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向平行于 ab 边向上、 当金属框绕 ab 边以角速度 ω 逆时针转动时，a、b、c 三点的电势分别为 φa、φb、φc。已知 bc 边的长度为 l。下列判断正确的是（　　） A．φa＞φc 金属框中无电流 B．φb＞φc 金属框中电流方向沿 a→b→c→a C．φb＜φc 金属框中无电流 D．φb＞φc 金属框中电流方向沿 a→c→b→a 3．匝数为 N 的矩形线框 ABCD 放在垂直纸面向里的磁场中，开始线框所在的平面与磁场方向垂直，如图 所示，现以线框的 AB 边为轴使其在水平面内以恒定的加速度匀速转动，经测量可知此时线框的转动周期 为 To，线框中所产生的感应电动势的最大值为 Em．下列选项中正确的是( A．线框中所产生的感应电动势的有效值为 ) 2 Em EmT0 B．线框在转动一周的过程中穿过线框磁通量的最大值为 2 Em C．线框转动过程穿过每匝线框的磁通量变化率的最大值为 N D．线框转动一周的过程中电流方向始终不变 4．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为 a，总电阻为 R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为 R B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点 A 用铰链连接长度为 2a、电阻为 2 的导体棒 AB，AB 由水平 位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，则这时 AB 两端的电压大小为（　　） A． Bav 3 B． Bav 2 C． 2 Bav 3 5．如图所示，边长为 L 的正方形导线框质量为 m，由距磁场 H  D．Bav 4 L 高处自由下落，其下边 ab 进入匀强磁 3 场后，线圈开始做减速运动，直到其上边 cd 刚刚穿出磁场时，速度减为 ab 边进入磁场时的一半，磁场的 宽度也为 L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（） A．3mgL B． 10 mgL 3 C．2mgL 7 D． mgL 3 6．如图所示，把一个闭合线框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体可以绕竖直轴转动，闭合线框也可 以绕竖直轴转动，当蹄形磁体逆时针(从上往下看)转动时，有关线圈的运动下列说法正确的是(　　) A．线圈将顺时针方向转动 B．线圈仍保持静止 C．线圈将逆时针方向转动，转速与磁铁相同 D．线圈将逆时针方向转动，转速比磁铁小 7．如图甲，线圈 A(图中实线，共 100 匝)的横截面积为 0.3m2，总电阻 r=2Ω，A 右侧所接电路中，电阻 R1=2Ω，R2=6Ω，电容 C=3μF，开关 S1 闭合，A 中有横截面积为 0.2m2 的区域 C(图中虚线)，C 内有如图乙 的变化磁场，t=0 时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里．下列判断正确的是() A．闭合 S2、电路稳定后，通过 R2 的电流由 b 流向 a B．闭合 S2、电路稳定后，通过 R2 的电流大小为 0.4A C．闭合 S2、电路稳定后再断开 S1，通过 R2 的电流由 b 流向 a D．闭合 S2、电路稳定后再断开 S1，通过 R2 的电荷量为 2.4×10-6C 8．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和 铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中．圆盘旋转时，下列说法正确的是（ ） A．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 b 到 a 的方向通过 R B．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则相同时间内通过 R 的电量也变为原来的 2 倍 C．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍 D．若圆盘的半径变为原来的 2 倍，则电流也变为原来的 2 倍 9．如图为圆盘发电机的示意图，铜盘绕水平的铜轴 C 在垂直于盘面的匀强磁场中转动，铜片 D 与铜盘的 边缘接触，铜盘、导线和电阻 R 连接组成电路，则（ ） A．转动过程电能转化为机械能 B．C 处的电势比 D 处高 C．通过 R 的电流方向从 B 向 A D．产生的电动势大小与角速度 ω 无关 10．如图甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直．设垂直纸面向里 为磁感应强度 B 的正方向，磁感应强度 B 随时间而变化的情况如图乙所示，图甲中线圈上的箭头的方向为 感应电流 i 的正方向．则在图中给出的线圈中感应电流 i 随时间而变化的图象可能正确的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场 中，质量均为 m  0.2kg 的导体棒 MN、PQ 垂直静止于平行导轨上，与导轨构成矩形闭合回路。某时刻给 s ，则从此时至 PQ 达到最大速度的过程中，回路中产生的焦 导体棒 MN 一个水平向右的瞬时冲量 I  0.4N � 耳热为（　　） A．0.1J B．0.2J 12．关于电磁感应下列说法正确的是( C．0.3J D．0.4J ) A．穿过闭合回路的磁通量越大，则产生的感应电动势越大 B．穿过闭合回路的磁通量减小，则产生的感应电动势一定变小 C．穿过闭合回路的磁通量变化越快，则产生的感应电动势越大 D．穿过闭合回路的磁通量变化越大，则产生的感应电动势越大 13．如图所示，ACD、EFG 为两根相距 L 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上， CDGF 面与水平面成 θ 角．两导轨所在空间存在垂直于 CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，两根质量均为 m、长度均为 L 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩 v1 擦因数均为 μ，两金属细杆的电阻均为 R，导轨电阻不计．当 ab 以速度 沿导轨向下匀速运动时，cd 杆也 正好以速度 v2 向下匀速运动，重力加速度为 g，以下说法正确的是（ A．回路中的电流强度为 ） BL  v1  v2  2R B．ab 杆所受摩擦力 mg sin  � B 2 L2 v1 �  �mg sin   � C．cd 杆所受摩擦力为 � 2R � D．μ 与 v1 大小的关系为  Rmg cos  B 2 L2 v1 14．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感 应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的有（　　） A．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 B．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 二、填空题（共 4 题） 15．“磁生电”的发现 1831 年，英国物理学家______发现了电磁感应现象。 2 16．一个 200 匝、面积为 20cm 的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成 30°角，若磁感应强度在 0.05 s 内由 0.1 T 均匀增加到 0.5 T．在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ Wb；线圈产生的 感应电动势的大小是________ V． 17．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 18．在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中，得到 E－1/Δt 图线如图所示． （1）.从观察和分析该实验装置可看出，在实验中，因磁铁相对螺线管位置的变化都_____（选填“相同”或 “不同”），从而实现了控制_____________不变． （2）.在得到实验数据之后，为了研究 E 与 Δt 的关系，可采用图像处理数据的方法，在直角坐标系中作 E －1/Δt 的关系图线，由图像可得出的实验结论是_________________． （3）.仅将线圈匝数变为原来 3 倍后重新做实验，在 E－1/Δt 画出实验图线． 三、综合题（共 4 题） 19．如图所示，足够长的平行光滑 U 形导轨倾斜放置，所在平面的倾角 θ＝37°，导轨间的距离 L＝1.0m， 下端连接 R＝1.6 Ω 的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B ＝1.0T。质量 m＝0.5kg、电阻 r＝0.4Ω 的金属棒 ab 垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大 小为 F＝5.0N 的恒力使金属棒 ab 从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行 s＝2.8m 后速度保持不变。求： (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10m/s2) （1）金属棒匀速运动时的速度大小 v； （2）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻 R 上产生的热量 QR。 20．如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为 2m 的重物，另一端系一质量为 m、电阻不计的金属杆．在竖直平面内有间距为 L 的足够长的平行金属导轨 PQ、EF，在 QF 之间连接有阻 值为 R 的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为 B0 的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端 QF 处，将重物由静止释放，当重物下降 h 时恰好达到稳定速度而匀速下降．运动过程中金属杆始终与导 轨垂直且接触良好，不计一切摩擦和接触电阻，重力加速度为 g，求： （1）重物匀速下降的速度 v； （2）重物从释放到下降 h 的过程中，电阻 R 中产生的焦耳热 QR； 21 在同一水平面中的光滑平行导轨 P、Q 相距 L＝1m，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放