2.3 电磁感应定律的应用同步练习 2021—2022 学年高中物理粤教版 （2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．如图所示，竖直放置的 U 形光滑导轨与一电容器串联.导轨平面有垂直于纸面的匀强磁场，金属棒 ab 与 导轨接触良好，由静止释放后沿导轨下滑.电容 C 足够大，原来不带电，不计一切电阻.设导体棒的速度为 v、动能为 Ek、两端的电压为 Uab.电容器上的电荷量为 q.它们与时间 t，位移 x 的关系图像正确的是（ ） A． B． C． D． 2．用两根材料，粗细、长度完全相同的导线，分别绕成 1 匝和 2 匝的圆形闭合线圈 A 和 B，两线圈平面均 与匀强磁场垂直．当磁场磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈感应电流 IA 与 IB 之间的关系为( A．IA=IB B．IA=2IB C．IA=4IB ) D．IB=2IA 3．如图所示，间距为 L 、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端有一阻值为 R 的电阻， 一质量为 m 、电阻也为 R 的金属棒横跨在导轨上，棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强 度为 B 的匀强磁场中，金属棒以初速度 v0 沿导轨向右运动，在金属棒整个运动过程中，下列说法正确的是 A．金属棒 b 端电势比 a 端高 B．金属棒 ab 克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热 mv0 R C．金属棒 ab 运动 的位移为 B 2 L2 2mv0 R D．金属棒 ab 运动的位移为 B 2 L2 4．如图甲所示,光滑的平行金属导轨(足够长)固定在水平面内,导轨间距为 l=20cm,左端接有阻值为 R=1Ω 的 电阻,放在轨道上静止的一导体杆 MN 与两轨道垂直,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强 度大小为 B=0.5T.导体杆受到沿轨道方向的拉力 F 做匀加速运动,测得力 F 与时间 t 的关系如图 2 所示．导体 杆及两轨道的电阻均可忽略不计,导体杆在运动过程中始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,则导体 杆的加速度大小和质量分别为( ) A．10 m/s2，0.5 kg B．10 m/s2，0.1 kg C．20 m/s2，0.5 kg D．D． 20 m/s2，0.1 kg 5．如图所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆 ab 与导轨 接触良好可沿导轨滑动，开始时电键 S 断开，当 ab 杆由静止下滑一段时间后闭合 S，则从 S 闭合开始计时， ab 杆的速度 v 与时间 t 的关系不可能是（ ） A． B． C． D． 6．图中甲图所示的线圈为 5 匝，其端点 a，b 与电压表相连，线圈内磁通量变化规律如（b）图所示，则 a，b 两点的电势高低及电压表读数为（ ） A．φa＞φb，2 伏 B．φa＞φb，1 伏 C．φa＜φb，2 伏 D．φa＜φb，1 伏 7．如图甲所示，边长 L  0.4m 的正方形线框总电阻 R  1Ω （在图中用等效电阻画出），整个装置放于垂直 导轨平面的磁场中，磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），方向垂直纸面向 外的磁场充满整个线框平面。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A．回路中电流方向先沿逆时针方向再顺时针方向 B．回路中电流方向始终沿逆时针方向 t1 C． 时刻回路中的感应电动势为零 D． 0  t1 内因为电流恒定所以线框所受的安培力也恒定 R 8．如图所示，总电阻为 的金属丝围成的单匝闭合直角三角形 PQM 线圈， �P  30�, PQ  L, QM 边水平. 圆形虚线与三角形 PQM 相切于 Q、D 两点，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化关系为 B  B0  kt  k  0, B0  0  ，则 t  0 时， PQ 边所受的安培力（ ） B0 k L3 A．方向向右，大小为 27 R B0 k L3 B．方向向左，大小为 27 R B0 k L3 C．方向向右，大小为 18R B0 k L3 D．方向向左，大小为 18R 9．如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小分别为 B 、 2B ，磁场方向分别为垂直纸 2 L y 面向外、向里，两磁场边界均与 x 轴垂直且宽度均为 L ，在 轴方向足够长。现有一边长为 2 的正方形 导线框，从图示位置开始，在外力 F 的作用下沿 x 轴正方向匀速穿过磁场区域，在运动过程中，对角线 ab 始终与 x 轴平行。线框中感应电动势的大小为 E 、线框所受安培力的大小为 F安 。下列关于 E 、 F安 随线框 向右匀速运动距离 x 的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个电阻为 R 的灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面 向上，已知导轨、导线与垂直导轨的导体棒 ab 总电阻为 r，则导体棒 ab 在下滑过程中 ( 　　 ) A．感应电流从 a 流向 b B．导体棒 ab 受到的安培力方向平行斜面向下，大小保持恒定 C．机械能一直减小 D．克服安培力做的功等于灯泡消耗的电能 11．如图所示，宽为 2L 的两条平行虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场。金属线框位于磁场左侧，线框 平面与磁场方向垂直，af、de、bc 边与磁场边界平行，ab、bc、cd、de 边长为 L，ef、fa 边长为 2L。线框 向右匀速通过磁场区域，以 de 边刚进入磁场时为计时零点。则线框中感应电流随时间变化的图线可能正确 的是（感应电流的方向逆时针为正） A． B． C． D． 12．如图甲所示，一个环形导线线圈的电阻为 r、面积为 S，其位于一垂直于环形面向里的匀强磁场中，磁 场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示。有一电阻 R 将其两端分别与图甲中的环形线圈 a、b 相 连，其余电阻不计，在 0～t0 时间内，下列说法正确的是（　　） ( B2  B1 ) SR A．a、b 间的电压大小为 ( R  r )t0 ，a 点电势高于 b 点 ( B2  B1 ) Sr B．a、b 间的电压大小为 ( R  r )t0 ，a 点电势低于 b 点 ( B2  B1 ) S C．流过 R 的电流大小为 ( R  r )t0 ，方向从上到下 ( B2  B1 ) S D．流过 R 的电流大小为 ( R  r )t0 ，方向从下到上 13．如图所示，在竖直方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，金属框架 ABCD（框架电阻忽略不计）固定 在水平面内，AB 与 CD 平行且足够长，BC 与 CD 夹角 θ（θ<90°），光滑均匀导体棒 EF（垂直于 CD）紧 贴框架，在外力作用下以垂直于自身的速度 v 向右匀速运动，经过 C 点作为计时起点，下列关于电路中电 流大小 I 与时间 t、消耗的电功率 P 与导体棒水平移动的距离 x 变化规律的图象中正确的是（ A． B． C． ） D． 14．如下图所示，一个由导体制成的矩形线圈,以恒定速度 v 运动，从无场区域进入匀强磁场区域，然后出 来．若取逆时针方向为电流的正方向，那么在图中所示的图像中，能正确反映出回路中感应电流随时间变 化的是图(　　)． A． B． C． D． 15．如图甲所示，在水平面上固定一个匝数为 10 匝的等边三角形金属线框，总电阻为 3Ω，边长为 0.4m。 金属框处于两个半径为 0.1m 的圆形匀强磁场中，顶点 A 恰好位于左边圆的圆心，BC 边的中点恰好与右边 圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外，右边磁场垂直纸面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示， 则下列说法中正确的是（  取 3）（　　） A．线框中感应电流的方向是顺时针方向 B．0~0.4s，线框中产生的热量为 0.3J C．t=0.4s 时，穿过线框的磁通量为 0.55Wb D．前 0.4s 内流过线框某截面的电荷量为 0.02C 二、填空题（共 4 题） 16．如图 9，导体框内有一垂直于框架平面的匀强磁场，磁感应强度为 0.12T，框架中的电阻 R1=3Ω，R2=2Ω，其余部分电阻均不计，导体棒 AB 在磁场中的长度为 0.5m，当 AB 以 10m/s 速度匀速沿着 导体框移动时，所需外力 F=_____N，产生功率 P=________W，通过 R2 上的电流 I2=______A． 17．如图所示，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，如果两次拉出的速度之比为 1： 2，则两次线圈发热之比 Q1 ： Q2  ______ 、通过线圈截面的电量 q1 ： q2  ______． 18．如图所示，相同材料做成的两线框 a、b，导线截面积之比为 2 :1 ，边长之比为1: 2 ，以相同速度匀速 进入同一匀强磁场，则一边进入时两线框中感应电动势之比为________，感应电流之比为_________，所 受安培力之比为________，为维持其匀速运动所加的外力的功率之比为_______，拉进磁场的全过程中外 力做功之比为_________，拉进磁场的全过程中通过某一截面的电荷量之比为_________． 19．某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻 r＝40Ω 的螺线管 固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值 40Ω，初始时 滑片位于正中间 20Ω 的位置。打开传感器，将质量为 m 的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为 N 极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动）， 释放点到海绵垫高度差为 h。计算机屏幕上显示出如图的 UI-t 曲线。 (1)磁铁穿过螺线管过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约____V。 (2)图像中 UI 出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部 出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 ( ) A．线圈中的磁通量变化率经历先增大后减小再增大再减小的过程 B．如果滑片从中间向左移动时，坐标系中的两个峰值一定都会减小 C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度 g D．如果仅略减小 h，两个峰值都会减小 (3)在磁铁下降 h 的过程中，可估算机械能转化为电能是___________J。 三、综合题（共 4 题） 20．如图甲所示，在一个倾角为 37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置