2.2法拉第电磁感应定律 同步练习（Word版含解析）.docx

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1、粤教版（2019）选择性必修二2.2法拉第电磁感应定律一、单选题i.关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（）A.穿过线圈的磁通量越大，线圈内产生的感应电动势越大B.穿过线圈的磁通最变化最越大，线圈内产生的感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量为零，线圈内产生的感应电动势一定为零D.穿过线圈的磁通量变化越快，线圈内产生的感应电动势越大2 .如图，一水平放置的单匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为从方向斜 向上，与水平面成30角，现若使矩形线框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置, 则此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是（ ）223 .如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环、b,磁场方向与圆环

2、所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为3： 1,圆环中产生的感应电动势分别为反和劭，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（）A. Ea： Eb=9： 1,感应电流均沿逆时针方向B. Ea：助二9： 1,感应电流均沿顺时针方向C. Ea： Eb=3： 1,感应电流均沿逆时针方向D. Ea： Eb=3： 1,感应电流均沿顺时针方向4.滑雪是我们北方地区常见的健身、娱乐项目.如图所示，一个滑雪人从静止开始沿 山坡滑下，山坡的倾角为仇 每只滑雪板上都装有宽度为止长度为L的长方形钢板, 滑道所处地磁场的磁感应强度为8,方向与滑道平面垂直，人与滑雪板之间绝缘，当小【3:1所以由于

3、磁场向里，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流均沿逆时针 方向。故选Ao4. B【解析】【详解】AB.钢板切割磁感线的长度为4则产生的电动势为反E选项A错误，B正确：CD.磁场方向与滑道平面垂直，则穿过每只钢板的磁通量为反比不变，则选项CD错误。 故选B。5. D【解析】【详解】A.电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，选项A 错误；B.电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数及有无铁芯有关，选项B错误；C.根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为N极，选项C错误；D.当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，灯所在电 路接通

4、，匕灯亮，选项D正确。故选D。6. D【解析】【详解】A.杆。尸匀速转动切割磁感线产生的感应电动势为E = -B(or22因为OP匀速转动，所以杆。产生的感应电动势恒定，杆。转动过程中产生的感应电流答案第2页，共9贝 由M到N通过MN棒，由左手定则可知，M/V棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线， 产生电动势，感应电流方向与原来电流方向相反，使回路电流减小，故A错误；B.回路电流减小，杆。户受到的安培力减小，故B错误；CD. MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故C错误D正 确。故选D。7. B【解析】【分析】【详解】根据右手定则可知，圆心。的电势较边缘高；圆盘转动时产

5、生的感应电动势C 5 + 012E = I3rv = Hr= Bear22则边缘。和圆心的电势差U 0b=一；B产 故选B.8. B【解析】【详解】A.将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切 割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；C.根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C, 即为CtDtRtC,故c错误；BD.根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为E = BLv = BLx + =-Bl(o22产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流 大小为r E BCcoI =R 2

6、R故B正确，D错误。答案第3页，共9页 故选Bo9. D【解析】【分析】【详解】A.磁通量大，磁通量变化量不一定大，选项A错误；B.磁通量变化大，磁通量变化率不一定大，还要看时间，选项B错误；C.磁通量为零，磁通量变化率不一定为零，选项C错误；D.磁通量变化大，磁通量变化率可能很小，感应电动势可能很小，选项D正确。故选D。10. C【解析】【分析】【详解】根据右手定则可以判断，A8中感应电流的方向为则在48C。回路中，。的感应电 流方向为C-*。，在ABFE回路中，石产的感应电流方向为尸C正确。故选C.11. A【解析】【详解】AB.若用外力转动使圆盘如图乙方向转动起来，根据右手定则可得感应电

7、流方向为。到。(电源内部)，。端是感应电动势的正极，所以通过R的电流沿到。的方向，A正确、B 错误；C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流大小发生变化，但是电流方向不 发生变化，c错误；D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则根据E = -B(or22则电流在R上的热功率o E2 2(y2r4P =R 4R答案第4页，共9页即在R,上的热功率变为原来的4倍，D错误。故选Ao12. B【解析】【详解】ABD.根据安培定则可知，线框中磁通量先垂直纸面向里减小、后垂直纸面向外增大，根 据楞次定律可知线框中感应电流方向始终沿顺时针方向，且线框先有扩张趋势、后有收缩 趋势，先有靠近导线的趋势

8、、后有远离导线的趋势，即线框受到的静摩擦力方向先向左、 后向右，故AD错误，B正确；C.由于导线中电流随时间均匀变化，所以产生的磁场也随时间均匀变化，则线框中的磁 通量随时间均匀变化，产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，故c错误。故选B。13. A【解析】 【详解】线圈产生的感应电动势为E = n= nS由楞次定律可判定上极板带正电荷；电容器的电容Q = CU=nSC其中U = E,所以故选A。14. C【解析】【分析】【详解】当圆环接入电路的电阻为0,此时电路中总电阻最小，而电动势不变，所以电路的电功率 最大，则有答案第5页，共9页导体棒转动时产生的感应电动势为匕=4.5W由上两式解得所以C

9、正确：ABD错误； 故选C。 15. A【解析】【详解】A.设导体棒在线框上两接触点间的长度为L导体棒单位长度的电阻为，则感应电动势 为E=BLv感应电流,E Bv1 =Lr r从位置到的过程中，B、n、，不变，L变大，E增大，/不变，A正确：B.经过位置时，L最大，E最大，整个过程/不变，且不是零，B错误；C.从位置到的过程中，L减小，E减小、/不变，C错误；D.从位置到的过程中，L先增大后减小，E先增大后减小，/保持不变，D错误。 故选Ao 16.0.6 左【解析】【详解】飞机的速度为v=900kni/h=250m/s根据法拉第电磁感应定律，机翼两端间的感应电动势为：E=BLv=0.5x1

10、0-4x48x250V=0.6V,根据右手定则判断可知，感应电动势的方向从机翼右侧指向左侧，左侧相当于电源的正答案第6页，共9贝极，电势高.17. 0.024【解析】【分析】【详解】1由图示可知，图示时刻，磁场与平面垂直，穿过面的磁通量为BS,转过90。后，平面和 磁场平行，穿过平面的磁通量为a在此过程中穿过线圈磁通量的变化量= |0-8S|=0.02Wb由法拉第电磁感应定律可得，平均感应电动势 = n= 4V18. 2V 2A【解析】【分析】【详解】1感应电动势为F = 7Z= lx2V = 2Vt由闭合电路的欧姆定律有/= = 2AR19. (I) 0； (2)立B/M, Bhh22【解析

11、】【分析】【详解】(I)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则()=0。当线框绕轴OO沿图示方向转过60。时，线框与8的夹角为60。，则D=BSsin60=立 5S=立引22这过程中穿过线框的磁通量的变化量为A=1)一(!)()= 正引小220. 5.5x10 3Wb； l.lxlO_3Wb/s； O.IIV答案第7页，共9页【解析】【详解】线圈横截面是正方形时的面积St=L2= (0.20) 2m2=4.0x10 2m2穿过线圈的磁通最0/=BS/=0.50x4.0x 10-2Wb=2.0x10-2Wb截面形状为圆形时，其半径4L 2Lr=2m n截面积大小?/4出=7r (

12、) 2=-m27t25m穿过线圈的磁通量402=B52=O.5Ox Wb-2.55xl0-2Wb25m所以，磁通量的变化量3=02一囱=(2.55-2.0) xl0-2Wb=5.5xl0-3Wb磁通量的变化率A 55x10-3-=Wb/s=l.lxl0 3Wb/s/5感应电动势为E=n = 100xl.lxl0_3V=0.1 IVAr21. (I )0.1 Wb； (2)10V【解析】【详解】(1)穿过线圈的磁通量的变化量二叫 一 R = 0.25 Wb - O.i 5Wb=0.1 Wb(2)线圈中产生的感应电动势加 0.0122. (1)。点高;4 = 2V；(3)2880 J【解析】答案第

13、8页，共9页【详解】(1)转动的轮盘相当于切割磁感线的导体，根据右手定则，可知在外电路中，电流由。点流向b点,所以a点电势高；(2)由法拉第电磁感应定律得人小 x-xrx vA/ 9AC, EtFA. CD, EtFC. JD, FtED. DC, FtEH.如图甲所示是法拉第制作的世上最早的发电机的实验装置：一个可绕水平固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁体中。如图乙所示，设蹄形磁体的磁场沿水 平方向且磁感应强度为B,实验时用导线连接铜盘的中心C,用导线通过滑片。与铜 盘的边缘连接且接触良好。若用外力转动使圆盘如图乙方向转动起来，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A. R中的电

14、流沿。到。的方向B.因为通过圆盘面的磁通量不变，所以R中无电流C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.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12 .如图甲所示，粗糙水平面上固定长直导线，其左侧放置个正方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在。2/时间内，则（）A.线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B.线框先有扩张趋势后有收缩趋势C.线框中感应电流先减小后增大D.线框受到的静摩擦力方向始终向左13 .如图，水平放置的的平行板电容器，用导线、开关K与一个匝的线圈

15、连接。线圈置于磁感应强度均匀增大的磁场中，磁感应强度变化率为丁若已知电容器的电容为C,线圈面积为5,那么电容器上极板电性以及电容器电量分别是（）A.正电，nSCB.正电，SC C.负电，SC D.负电，A/ArArnSC N14 .如图所示为一圆环发电装置，用电阻R/=4Q的导体弯成半径为=0.2m的闭合圆 环，圆心为O, C。是一条直径，在。、。间接有电阻处=1Q,整个圆环中有4=0.5T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r=1Q的导体棒0人贴着圆环以。为转轴匀速转动，角 速度=300rad/s则全电路的最大功率及为（）A. 2.5WB. 3.0WC. 4.5WD. 6.0W15 .如图所示，匀

16、强磁场中有一等边三角形线框时c,匀质导体棒在线框上向右匀速 运动。导体棒在线框接触点之间的感应电动势为E,通过的电流为/。忽略线框的电 阻，且导体棒与线框接触良好，则导体棒（）XXXXXXXXXXA.从位置到的过程中，E增大、/不变B.经过位置时，最大、/最大C.从位置到的过程中，E减小、/减小D.从位置到的过程中，E和/都保持不变二、填空题16 . 一架飞机以900km/h的速度在北半球某处沿水平方向飞行，该处地磁场的竖直向 下分量为OSxIO-t,飞机的机翼长为48m,机翼两端间的感应电动势为 V,在飞机上的飞行员看来 侧机翼末端的电势高.17 .如图所示，矩形线圈abed绕OO,轴在磁感

17、应强度为0.2T的匀强磁场中匀速转动. 已知线圈面积为0.1 m2,线圈共有100匝.如果从图示位置开始计时，经0.5s线圈转动 90。，则穿过线圈磁通量的变化量=Wb,线圈中产生的平均感应电动势片=O/18 .穿过一个电阻为R=1Q的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb,则：线圈中的感应电动势是,线圈中的电流是。三、解答题19 .矩形线框R”力的两边长分别为/八12,可绕它的一条对称轴。0转动，匀强磁场的磁感应强度为从方向与。垂直，如图所示，初位置时线框平面与4平行。求：（1）初位置时穿过线框的磁通量。为多少？（2）当线框绕轴。0,沿图示方向转过60。时，穿过线框的磁通量为多少？这

18、一过程 中穿过线框的磁通最的变化量为多少？020.有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L=0.20m的正方形，放在磁感应强度B =0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，若将这个线圈横截面的形状在5s内由 正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多 少？磁通量的变化率是多少？线圈的感应电动势是多少？21 .如图所示，水平桌面上放着一个单匝闭合金属线圈，在线圈中心上方一定高度上 有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量中产0.15Wb；现使该磁体竖直向下运动， 当经过0.01s微体下端到达桌面时线圈内有磁通量中?=0.25Wb0磁体从开始运动到磁 体下端到达桌

19、面的过程中，求(1)穿过线圈的磁通量的变化量；线圈中产生的感应电动势。22 .图1为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体 骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理可以简化成图 2,其中。、力分别是从轮盘边缘和中心引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度4 = 2T,方向与轮盘垂直，轮盘半径， = 0.25m,轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在 骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为u = 8m/s。(I)请判断、b哪一点电势高;求a、力两点间的电压；(3)若在、。间接一个阻值R = 10。的电阻，假定人体消耗的能量转化为电能的效率为50%,请问此人骑行

20、该单车1小时，消耗了身体多少能量？参考答案:1. D【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律可知穿过线圈的磁通量变化越快，线圈内产生的感应电动势越 大，而感应电动势与穿过线圈的磁通量、穿过线圈的磁通量变化量大小均无电接的关系, 穿过线圈的磁通量为零，线圈内产生的感应电动势不一定为零，故ABC错误，D正确。 故选D。2. D【详解】 假设原来磁感线是从正面穿向背面，以此方向为正，则原来的磁通量为R =BSsin30 =-BS*2旋转后磁感线从背面穿向正面，此时的磁通量为中,=-BScos30 =-BS2此过程中穿过矩形线框的磁通量的变化量大小是=|2-叫=匕耐故选D。3. A【解析】 【详解】 根据法拉第电磁感应定律A n题中不相同,圆环中产生的感应电动势分别为b圆环中产生的感应电动势分别为&=丝=S =/Ar A/ / h由于答案第1页，共9页