第2节法拉第电磁感应定律能力提升练习(Word版含答案)

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律
能力提升练习
一、单选题
1． 有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。

规定磁场方向向里为正
方向，从a 经R 流向b 为电流的正方向。

已知R 中的感应电流i 随时间t 变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
2． 将一根粗细均匀的导线折成如图所示的闭合线框，线框上
C 、
D 连线的左侧是
半径为r 的半圆，右侧与C 、D 连线形成等边三角形。

将线框放在光滑水平面上，其右侧为磁感应强度为B 、方向垂直水平面向下的匀强磁场（虚线为磁场边界），现用外力拉着线框以速度v 匀速向右进入该磁场，且运动过程中C 、D 连线与磁场边界始终平行，下列说法正确的是（ ）
A ．线框进入磁场的过程中产生的感应电动势均匀增大
B ．线框感应电流方向为顺时针方向
C ．线框进入磁场的过程中C
D ϕϕ>
D ．C 、D 连线到达磁场边界时，C 、D 两端的电压为
24
Brv
ππ+
3．关于单匝线圈中的感应电动势，下列说法正确的是（）
A．穿过线圈的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势越大
B．穿过线圈的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势越大
C．线圈中的感应电动势只与磁通量的变化快慢有关，与电路性质无关
D．若断开的电路中穿过线圈的磁通量在变化，则线圈中无感应电动势产生
4．如图甲为手机及无线充电板。

图乙为充电原理示意图。

交流电源接充电板，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。

为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在1t到2t时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由1B均匀增加到2B。

下列说法正确的是（）
A．c点的电势高于d点的电势
B．受电线圈中感应电流方向由d到c
C．c、d之间的电势差为
()
21
21
n B B S
t t
-
-
D．若想增大c、d之间的电势差，可以仅增加送电线圈中的电流的变化率
5．如图，若x轴表示时间，y轴表示位移，则该图像反映了质点从某时刻起做匀速直线运动时，位移与时间的关系。

若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。

下列说法中正确的（）A．若x轴表示长度，y轴表示力的大小，则该图像可以反映在弹性限度内，一根可以拉伸和压缩的轻弹簧，其弹力的大小与弹簧长度之间的关系
B．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系C．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系
D．若x轴表示距离，y轴表示势能，则该图像可以反映两个分子间，分子势能随
分子间距离变化的关系
6． 如图所示，磁场中有一导线
MN 与“匸”形光滑的金属框组成闭合电路，当给导
线向右的初速度时，下列说法正确的是（ ）
A ．电路中将有顺时针方向的电流
B ．导线将做匀速直线运动
C ．导线的N 端相当于电源的正极
D ．导线受到的安培力向左
7． 发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代．其中电动机工作依据的物理原
理是
A ．磁场对电流的作用
B ．磁场对运动电荷的作用
C ．电磁感应原理
D ．库仑定律
8． 如图，已知某螺线管的匝数
n =100，横截面积S =0.2m 2，穿过螺线管的匀强磁场
的磁感应强度均匀增大，其变化率
B
t
∆∆＝8.0×10-2T/s ，则下列说法正确的是（ ）
A ．螺线管中无感应电动势产生
B ．螺线管中产生的感应电动势大小保持不变，为1.6V
C ．螺线管中产生的感应电动势均匀增大，每秒增加1.6V
D ．螺线管中产生的感应电动势均匀减小，每秒减小1.6V
9． 如图，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U a 、U b 、U c ．已知bc 边的长度为l ．下列判断正确的是（ ）
A．U a＞U c，金属框中无电流
B．U b＞U c，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣a
Bl2ω，金属框中无电流
C．U bc=﹣1
2
Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a
D．U bc=1
2
10．下列说法正确的是（）
A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比
D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
二、多选题
11．矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态，如图甲所示．一磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度的大小B随时间t变化的图象如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4 s时间内，导线框ad边所受安培力F安随时间t变化的图象(规定向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流I随时间t变化的图象(规定顺时针方向为电流的正方向)可能是图中的（）
A．B．
C．D．
12．如图所示，两条平行虚线间存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为0.2m，磁感应强度为0.4T。

边长为0.1m的正方形导线框（粗细均匀）abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。

已知导线框在磁场左边以3m/s的速度向右匀速运动，导线框完全穿出磁场时的速度为1m/s。

下列说法正确的是（）
A．导线框中感应电流的方向一直沿着abcda
B．c、d两点间的最大电压为0.09V
C．导线框进入磁场的过程，受到的安培力逐渐减小
D．导线框进入磁场和离开磁场的过程通过导线框横截面的电荷量不同
13．如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场(图中未画出)中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcda方向时为正，已知在0～4 s
时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列图像所表示的关系正确的是（）
A．B．
C．D．
14．如图，abcd是一个质量为m、边长为L的正方形金属线框，从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的匀强磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L。

在这个磁场的正下方2h+L处还有一个未知的匀强磁场（图中未画出），金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是（）
A．未知磁场的磁感应强度是2
B
2
B
B．未知磁场的磁感应强度是
3
C．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的焦耳热是4mgL
D．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的焦耳热是2mgL
15．两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L，通过长为L的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。

距离组合体下底边H处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。

磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。

把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度0v水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力。

下列说法正确的是（）
A．B与0v H
B．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
C．通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等D．调节H、0v和B，只要组合体仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量不变
三、解答题
16．如图甲所示，两根与水平面成 =30°角的足够长的光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L，导轨的电阻忽略不计。

整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。

现将质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b垂直于导轨放置，不可伸长的绝缘细线一端系在金属棒b的中点。

另一端N通过轻质小滑轮与质量为M的物体相连，细线与导轨平面平行。

运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，不计一切摩擦，物体始终未与地而接触，重力加速度g取10m/s2：
(1)若金属棒a固定，M=m，由静止释放b，求释放瞬间金属棒b的加速度大小；
(2)若金属棒固定，L=1m，B=1T，m=0.2kg，R=1Ω，改变物体的质量M，使金属棒b沿斜面向上运动，请推导出金属棒b获得的最大速度v与物体质量M的关系式，并在乙图中画出v—m图像；
(3)若将N端的物体去掉，并对细线的这一端施加竖直向下的恒力F=mg，同时将金属棒a、b由静止释放。

从静止释放到棒a恰好开始匀速运动的过程中，棒a的位移大小为x。

求这个过程中棒a产生的焦耳热。

17．如图甲所示，在铁芯上绕着两个线圈A和C，线圈A两端接一电源，线圈C两端接一阻值为10Ω的电阻R。

已知线圈A的匝数为11；线圈C的电阻为5Ω，匝数为7，横截面积为0.3m2.
（1）若A接的是一电动势为11V的电池组，则电阻R两端的电压等于多少？（2）若A接某电源（电源上端为正极）使铁芯中的磁感应强度B随时间变化如图乙所示，求电阻R两端的电压值并指出流经电阻R的电流方向；
（3）求（2）中t=0.35s时刻穿过线圈C的磁通量大小。

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第二章第2节法拉第电磁感应定律（参考答案）
16．(1)2
2.5m/s；(2)见解析所示；(3)
322
44
1
28
m g R Q mgx
B L =-
17．（1）零；（2）0.4V，方向向下；（3）0.03Wb。