法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．如图所示，一个面积为 S、匝数为 n 的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一 半在磁场中。在时间 t 内，磁感应强度的方向不变、大小由 B 增大到 2B，在此过程中， 线圈中产生的感应电动势为（　　） A． BS t B． n BS t C． n BS 2t D． n 2BS t 2．如图所示，将三个相同的圆柱形永磁体 A、B、C，同时从等高的竖直放置的空心 铜管、空心侧面不闭合的铜管（有从上到下的裂缝）、空心塑料管上端口处由静止释 放，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．永磁体 A 先到达管底 B．永磁体 B 先到达管底 C．永磁体 C 先到达管底 D．永磁体 B、C 同时到达管底 3．如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管， 在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管 a 端流入为正，以下说法正确的是 （　　） A．从上往下看，0~1s 内圆环中的感应电流沿顺时针方向 B．1s 末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 C．0~1s 内圆环面积有扩张的趋势 D．1~2s 内和 2~3s 内圆环中的感应电流方向相反 4．如图所示，P、Q 是两个完全相同的灯泡，L 是直流电阻为零的纯电感，且自感系 数 L 很大，C 是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（　　） A．S 闭合时，P、Q 两灯都是先亮后逐渐熄灭 B．S 闭合时，P 灯、Q 灯同时亮，然后 P 灯变暗，Q 灯变得更亮 C．S 闭合，电路稳定后，S 断开时，P 灯突然亮一下，然后熄灭，Q 灯立即熄灭 D．S 闭合，电路稳定后，S 断开时，P 灯突然亮一下，然后熄灭，Q 灯逐渐熄灭 5．如图所示，绕在铁芯上的线圈 M 与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路， 在铁芯的右端，线圈 P 与电流表连成闭合电路.下列说法正确的是（　　） A．开关 S 闭合，电路稳定后，线圈 P 中有感应电流，线圈 M、P 相互排斥 B．开关 S 闭合，电路稳定后，使变阻器滑片向左匀速移动，线圈 P 中有感应电流，线 圈 M、P 相互排斥 C．开关 S 闭合，电路稳定后，使变阻器滑片向右匀速移动，线圈 P 中有感应电流，线 圈 M、P 相互排斥 D．开关 S 闭合瞬间，线圈 P 中有感应电流，线圈 M、P 相互吸引 6．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管 控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确 保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的 门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过 线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信 号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　） A．线圈平面与房门平面相互平行 B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警 C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警 D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用 7．如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一平面内，环的圆心与两导 线距离相等，环的直径小于两导线间距。起初，两导线中通有图示的同向的大小相等 的恒定电流。为使环中产生顺时针方向感应电流，可采取措施（　　） A．环垂直纸面向外平移 B．左侧导线电流减小 C．环向右侧直导线靠近 D．右侧导线电流反向 8．如图所示，有界匀强磁场的宽度为 2 L，磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里 正方形 abcd 是粗细均匀的导体框，总电阻为 4R，边长为 L，该导体框处于纸面内。导 体框在外力作用下沿对角线 ac（垂直于磁场边界）由 I 位置匀速运动到Ⅲ位置，速度 大小为 v，则（　　） A．导体框由 I 位置到Ⅲ位置过程中感应电流的方向保持不变 B．导体框由Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中最大感应电流为 BLv 4R BL2 C．导体框由 I 位置到Ⅲ位置过程中通过的电荷量为 2 R B 2 L2 v 2 D．导体框由 I 位置到Ⅱ位置过程中外力的最大功率为 2 R 二、多选题 9．L 是自感系数很大、电阻不计的线圈，a、b 是两个型号相同的小灯泡，假设灯泡电 阻为 R 不变，如图所示接入电路中，在图示虚线的右侧区域接入两平行光滑轨道，轨 道间距为 d，金属棒 c 与轨道接触良好，不计金属棒电阻。现用水平恒力 F 拉着金属棒 由静止开始向右运动，右侧轨道足够长，虚线右侧空间存在垂直于轨道平面的匀强磁 场 B，则（　　） A．金属棒 c 做匀加速直线运动 B．金属棒 c 的最终速度大小为 C．力 F 所做的功将全部变为整个回路中产生的电能 FR B2d 2 D．a、b 灯先同时变亮，后 a 灯逐渐变暗至熄灭 10．如图甲所示,两根平行且间距为 L 的光滑金属导轨固定在绝缘的水平面上,导轨电阻 不计,质量均为 m 的两相同金属棒 a、b 垂直导轨放置,回路的总电阻大小为 R,其右侧矩 形区域内有一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,磁场方向竖直向上，现两金属棒分别以 初速度 2v0 和 v0 同时沿导轨向右运动,且先后进入磁场区域，已知金属棒 a 离开磁场时 金属棒 b 已经进入磁场区域，在金属棒 a 进入磁场到离开磁场的过程中,电流 i 随时间 t 变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 11．如图，有上、下平放置的两个宽度均为 L=0.5 m 的光滑平行金属导轨，左端连接 阻值分别为 r1=2 Ω，r2=4Ω 的电阻，右端与竖直放置的两个半径均为 R =0.1 m 的半圆 形金属轨道连接在一起。该装置处在竖直向上的磁感应强度 B=2 T 的匀强磁场中。长 为 L 质量 m=2 kg 的金属棒 PQ 以 v0=2m/s 的速度从图示位置开始向右运动，到圆弧轨 道的最高点时金属棒对轨道的压力恰好为零。金属棒与导轨接触良好，重力加速度 g=10m/s2，不计导轨及金属棒的电阻，则下列正确的是（　　） A．金属杆从轨道飞离后，落地前杆两端的电势差为 1V B．金属杆从轨道飞离后，落地前杆两端的电势差大于 1V 4 C．杆在轨道上运动的整个过程中，流过电阻 r1 的电荷重为 C 3 2 D．杆在轨道上运动的整个过程中，流过电阻 r1 的电荷量为 C 3 三、填空题 12．在如图所示的日光灯工作原理电路图中： （1）开关闭合前，启动器的静触片和动触片是____________(填“接通的”或“断开的”)； （2）开关刚闭合时，220 V 电压加在____________上，使__________发出辉光； （3）日光灯启动瞬间，灯管两端电压__________220 V(填“大于”、“等于”或“小于”)； （4）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)，镇流 器起着__________作用，保证日光灯正常工作。 13．实验：探究感应电流产生的条件 探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时， 无论磁场多强，闭合电路中都______电流，当导体 ab 做______运动时，闭合回路中有 电流产生。 探究二：如图乙，当螺线管 A 的电流不变时，螺线管 B 所在的回路中没有电流产生； 当螺线管 A 的电流______时，螺线管 B 所在回路中就有了电流。 14．如图边界 PQ 的右侧区域内，存在着磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面的匀强 磁场。边长为 l 的正方形金属线框 abcd 由粗细均匀同种材料制成，ab 刚好位于边界 PQ 上，现使线框绕过边界 PQ 转轴匀速转动，角速度为  ，如图所示，则在 ad 边开始 转入磁场的瞬间 cd 两端的电势差 U cd 为______。 四、解答题 15．电磁弹射已成为现代航母弹射舰载机的重要设备，我国技术世界领先．小明同学 经过研究，设计了电磁弹射与能量回收系统，其简化模型如图所示．两平行、间距 d  1m 的主导轨水平固定放置，左侧通过开关 连接．一质量 m  20kg S1 与电流 I  1.85 �105 A 的“往复车”置于两导轨上，与导轨间的摩擦因数 导轨保持良好接触，需要弹射的质量 M  80kg 的理想恒流源   0.2 ，并与 的飞机通过固定装置绝缘固定在轨道车 上．与主导轨平行且通过绝缘轨道连接的副轨道置于磁感应强度为 B  1T 的匀强磁场 中，副导轨通过开关 S2 连接一能量回收电容器，右侧绝缘底座连接一缓冲弹簧．弹射 飞机时，接通恒流源，强电流通过主导轨和“往复车”在两道轨间形成磁场．假设两平行 导轨中的电流 I 在“往复车”所在位置处产生的磁场始终可以简化为匀强磁场，其大小 B1 �4 1.85 �102 T B2 �2 B1 ，在两导轨间的其它部分产生的磁场也可近似为匀强磁场，其大小 ，方向均垂直导轨平面．如果载有飞机的“往复车”自导轨左端从静止开始被恒 流源加速，运动至主导轨末端时速度 并在短时间内相对于“往复车”以 v1  36m � s 1 v2  15m � s 1 车”滑入副导轨，同时接通电开关 S2 ，同时断开开关 S1 、飞机脱钩分离， 的速度水平起飞．在飞机起飞的同时“往复 ，当其速度可视为匀速时，断开开关 S2 ，“往复车’ 撞击缓冲弹簧并恰好返回到发射处进行下一架飞机的弹射．已知副导轨、绝缘连接轨 道光滑，不计空气阻力，“往复车”可视为薄片，与缓冲弹簧间的碰撞可视为完全弹性碰 撞． （1）求主轨道的长度 L； （2）当“往复车”运动至主轨道末端时回路感应电动势的大小； （3）电容器的电容 C． 16．如图所示，两足够长的水平光滑导轨左侧接有电动势为 E 的电源，导轨间距为 L，长度均为 L 的金属棒甲、乙垂直导轨放置，金属棒甲放在虚线Ⅰ的左侧，金属棒乙 放在两虚线Ⅰ、Ⅱ之间，虚线Ⅰ的左侧、虚线Ⅱ的右侧均有方向竖直向上、磁感应强 度大小为 B 的匀强磁场.某时刻将开关 S 闭合，金属棒甲由静止开始向右运动，且在达 到虚线Ⅰ前已达到匀速状态，在虚线Ⅰ、Ⅱ间，两金属棒发生弹性碰撞，且碰撞时间 极短.已知金属棒甲、乙的质量分别为 4m、m，整个过程两金属棒与导轨接触良好，且 没有发生转动，两虚线间的导轨绝缘，不计其余导轨的电阻以及两虚线之间的距离。 求： （1）金属棒甲匀速时速度 v0 的大小； （2）金属棒甲从出发到到达虚线Ⅰ，所通过横截面的电荷量 q； （3）两金属棒碰后瞬间甲棒的速度大小以及甲棒越过虚线Ⅰ后系统产生的内能。 17．如图所示