2.2、法拉第电磁感应定律 一、选择题（共 16 题） 1．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比，电磁制动是一种非接触的制动方 式，避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流， 使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　） A．制动过程中，导体不会产生热量 B．如果改变线圈中的电流方向，可以使导体获得促进它运动的动力 C．制动力的大小与导体运动的速度无关 D．为了使导体获得恒定的制动力，制动过程中可以逐渐增大线圈中的电流 2．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻 R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好 接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力 F 作用下匀 速上升的一段时间内，下列说法正确的是（ ） A．通过电阻 R 的电流方向向左 B．棒受到的安培力方向向上 C．棒机械能的增加量等于恒力 F 做的功 D．棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量 3．穿过一闭合金属线圈的磁通量随时间变化的关系如图．第一秒和第二秒内线圈中感应电流 A．大小和方向都相同 B．大小和方向都不相同 C．大小相同，方向不同 D．方向相同，大小不同 4．如图所示，虚线框 abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc,磁场方向垂直于纸面；实线框 a′b′c′d′是一正 方形导线框，a′b′边与 ab 边平行.若将导线框以相同的速度匀速地拉离磁场区域，以 W １表示沿平行于 ab 的 方向拉出过程中外力所做的功，W ２表示以同样速率沿平行于 bc 的方向拉出过程中外力所做的功，则 A．W １＝W ２ B．W ２＝２ W １ C．W １＝２ W ２ D．W ２＝４ W １ 5．如图所示，两水平虚线 ef、gh 之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为 m、电阻为 R 的正方形铝 线框 abcd 从虚线 ef 上方某位置由静止释放，线框运动中 ab 始终是水平的，已知两虚线 ef、gh 间距离大于 线框边长，则从开始运动到 ab 边到达 gh 线之前的速度随时间的变化关系图象合理的是（  ） A． B． C． D． 6．中国空军八一飞行表演队应邀参加于 2019 年 3 月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演．中国歼﹣10 战斗机 在广场上方沿水平方向自西向东飞行．该飞机翼展 10m，表演地点位于北半球，该处磁场的竖直分量为 5.0×10﹣5T，该机飞行时速度约为 300m/s，下列说法正确的是（　　） A．该机两翼尖端电势差大小约为 0.15V B．该机两翼尖端无电势差 C．右端机翼电势较高 D．若飞机转向为自东向西飞行，机翼右端电势较高 7．闭合回路的磁通量 Φ 随时间 t 的变化图像分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其 中正确的是（　　） A．图甲回路中感应电动势恒定不变 B．图乙回路中感应电动势恒定不变 C．图丙回路中 0~t1 时间内感应电动势小于 t1~t2 时间内感应电动势 D．图丁回路中感应电动势先变大后变小 8．如图，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环与长直金属杆导 通，在外力 F 作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计，导线电阻为 R，ab 间距离为 2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是 d。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的 宽度为 L，磁感应强度为 B。现在外力 F 作用下导线沿杆以恒定的速度 v 向右运动，t＝0 时刻导线从 O 点 进入磁场，直到全部穿过过程中，外力 F 所做功为（ ） B 2 L2 v 2 A． R 2B 2 d 2 Lv R B． 3B 2 d 2 Lv R C． 3B 2 d 2v 2 R D． 9．边界 MN 的一侧区域内，存在着磁感应强度大小为 B，方向垂直于光滑水平桌面的匀强磁场．边长为 l 的正三角形金属线框 abc 粗细均匀，三边阻值相等，a 顶点刚好位于边界 MN 上，现使线框围绕过 a 点且垂 直于桌面的转轴匀速转动，转动角速度为  ，如图所示，则在 ab 边开始转入磁场的瞬间 ab 两端的电势差 Uab 为（ ） 1 A． Bl2  3 B．- 1 Bl2  2 1 C．- Bl2  3 D． 1 Bl2  6 10．在匀强磁场中有一个匝数为 N、半径为 a 的圆形线圈(其总电阻为 R)和一仪器(内阻不计)串联，线圈平 面与磁场垂直．当线圈迅速由静止翻转 180°，该仪器指示有电荷量 q 通过，根据已知 q、N、a、R 可计算 出磁感强度 B 等于 qR A． 2 N  a qR B． 2 N  a 2 N a2 C． qR q a 2 D． 2 NR 11．如图所示，AB、CD 为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁 场中；AB、CD 的间距为 L，左右两端均接有阻值为 R 的电阻；质量为 m、长为 L，且不计电阻的导体 棒 MN 放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固定；导 体棒 MN 与导轨接触良好；开始时，弹簧处于自然长度，导体棒 MN 具有水平向左的初速度 v0，经过一 段时间，导体棒 MN 第一次运动到最右端， 这一过程中 AC 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则 （ ） 2B 2 L2 v0 R A．初始时刻导体棒所受的安培力大小为 B．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热等于 1 2 C．当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为 mv0  2Q 2 2Q 3 D．当导体棒第一次回到初始位置时，A、B 间电阻 R 的热功率为 0 12．如图所示，相距为 d 的两条水平虚线 L1、L2 之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，正方 形单匝线圈 abcd 边长为 L（L<d），质量为 m，电阻为 R。将线圈从磁场上方高 h 处由静止释放，cd 边刚 进入磁场时速度为 v0，cd 边刚离开磁场时速度也为 v0。关于线圈穿越磁场的过程（从 cd 边刚进入磁场起一 直到 ab 边离开磁场为止），下列说法正确的是（　　） BL 2 gh A．线圈刚进入磁场时，cd 边的电压为 4 B．感应电流所做的功为 mgd mgR C．线圈的最小速度一定为 B 2 L2 D．线圈的最小速度一定为 2 g (h  L  d ) 13．如图所示，MN 与 PQ 为在同一水平面内的平行光滑金属导轨，间距 l=0.5m，电阻不计，在导轨左端 接阻值为 R=0.6Ω 的电阻。整个金属导轨置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B=2T。将质量 m=1kg，电阻 r=0.4Ω 的金属杆 ab 垂直跨接在导轨上。金属杆 ab 在水平拉力 F 的作用下由静止开始向右做 匀加速运动，开始时，水平拉力为 F0=2N，则下列说法正确的是（　　） A．2s 末回路中的电流为 10A B．回路中有顺时针方向的感应电流 C．若 2s 内电阻 R 上产生的热量为 6.4J，则水平拉力 F 做的功约为 18.7J D．若 2s 内电阻 R 上产生的热量为 6.4J，则金属杆克服安培力做功 6.4J 14．如图所示，光滑“C”型金属导轨固定在水平面并处于竖直向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，质量为 m、电阻为 R 的金属棒垂直放在导轨上，且始终与导轨接触良好。t=0 时金属棒在水平外力 F 的作用下由静 止开始向右做匀加速直线运动，则下列关于外力 F、穿过回路的磁通量  、金属棒的动量 p、动能 Ek 随时 间变化图象正确的是（　　） A． B． C． D． 15．如图所示，在下列情况下电流计 G 中有电流通过的是(B 为匀强磁场)(　　) A．MN 向左匀速运动的过程中 B．MN 向左加速运动的过程中 C．MN 向右匀速运动的过程中 D．MN 向右加速运动的过程中 16．如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为 r、圆心在 O 点，过圆心放置一长度为 2r、电阻为 R 的辐 条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁 场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度 ω 绕 O 点逆时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中 R 心和环的边缘相接触，R1＝ 2 ，S 处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是(　　) A．通过 R1 的电流方向为自下而上 B．感应电动势大小为 2Br2ω 1 C．理想电压表的示数为 Br2ω 6 4 Br 2 D．理想电流表的示数为 3R 二、填空题 17．如图所示，先后以速度 v1 和 v2（v1＝2v2），匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程 中，在先后两种情况下： （1）线圈中的感应电流之比 I1∶I2＝________； （2）线圈中产生的热量之比 Q1∶Q2＝________。 18．如图所示，电阻不计导体棒 ab 沿光滑的水平导线框向右做匀速运动，线框宽 L=0.5m，处于竖直向下 的匀强磁场中，磁感应强度 B=1.0T，线框接有电阻 R=3Ω,线框电阻不计，当 ab 棒的运动速度 v=3.0m/s 时，ab 棒产生的感应电动势为________ V，通过 R 的电流为________ A，方向为 _______（填“c→d”或 “d→c”）． 19．一个 100 匝的线圈，在 0.04s 内穿过它的磁通量从 0.02Wb 均匀增加到 0.08Wb，则线圈中的感应电动 势________V. 20．如图所示，在磁感应强度 B=0.4T 的匀强磁场中，让长为 0.2m 的导体棒 ab 在金属框上以 6m/s 的速度 向右移动，此时感应电动势大小为_________V。如果 R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过 ab 的电 流大小为_________A。 四、解答题 21．如图所示，水平面内有相距 L=0.8m 的两平行光滑金属导轨 ab、cd 固定在匀强磁场中，磁场方向竖直 向上，ac 间接有 R=4.0Ω 的电阻．导体棒 AB 跨在两导轨间，与导轨接触良好，并在 F=0.2N 的水平力作用 下由静止开始向右运动，当其做匀速直线运动时，回路中的电流 I=0.5A，求： （1）导体棒 AB 匀速运动 5s 电阻 R 上产生的热量； （2）匀强磁场的磁感应强度大小． 22．如图所示，光滑的金属导轨间距为 L，导轨平面与水平面成  角，导轨下端接有阻值为 R 的电阻，质 量为 m 的金属细杆 ab 与绝缘轻质弹簧相连并静止在导轨上，