法拉第电磁感应定律（提高）同步作业-【新教材】人教版高中物理选择性必修（word含答案）

高中物理选择性必修第二册第二章电磁感应第2节法拉第电磁感应定律（提高）一、单项选择题1．用同样材料和规格的导线做成的单匝圆环a和b，它们的半径之比ra：rb，＝3：1，连接两圆环的直导线的电阻不计，两直导线间的距离可忽略，图甲中圆环a处于均匀变化的磁场中，图乙中圆环b处于均匀变化的磁场中。已知两图中磁场的变化率相同，甲、乙两图中A、B两点间的电压大小之比为（）A．1 B．2 C．3 D．42．如图所示，竖直放置的矩形导线框MNPQ边长分别为L和2L，M、N间连接水平的平行板电容器，两极板间距为d，虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场。两极板间有一质量为m、电荷量为q的带负电油滴恰好处于平衡状态，已知重力加速度为g，则下列磁场磁感应强度大小B的变化情况及其变化率分别是（）A．正在减小，B．正在减小，C．正在增强，D．正在增强，3．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，已知v1＝2v2，则在先后两种情况下（）A．线圈中的感应电动势之比E1：E2＝1∶2B．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶24．如图所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L．一个边长为a的正方形导线框（L>2a）从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行．线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个（）A．B．C．D．5．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，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（）A．B．C．D．6．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值D．感应电动势平均值7．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为，线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．在时间0~5s内，I的最大值为B．在第4s时刻，I的方向为顺时针C．前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为D．第3s内，线圈的发热功率最大8．如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为，使该线框从静止开始绕过圆心O，垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（）A． B． C． D．9．粗细均匀的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直线框平面向里，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法中正确的是（）A．a、b两点间的电势差图①中最大B．a、b两点间的电势差图②中最大C．回路电流图③中最大D．回路电流图④中最小10．空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间间隔内（）A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向C．圆环中的感应电动势大小为D．圆环中的感应电流大小为二、多选题11．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为，总电阻为Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示，已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）A．磁感应强度的方向垂直于纸面向里B．导线框运动的速度的大小为1m/sC．磁感应强度的大小为D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为12．如图所示，两光滑平行金属导轨间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度向右做匀速运动时（）A．电容器两端的电压为B．电阻两端的电压为C．电容器所带电荷量为D．为保持匀速运动，需对其施加的拉力大小为13．如图甲所示，半径为r=1m的电线圈处在匀强磁场中，磁场与线圈平面垂直，线圈的电阻R=10Ω，磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直线圈平面向里为磁场的正方向，则下列说法正确的是（）A．0~1s内线圈中产生的电流沿逆时针方向，大小为AB．0~2s内感应电流的平均功率约为4.9WC．2~3s内感应电流的方向与3~4s内感应电流方向相反D．4~5s内通过线圈截面的电荷量为C14．如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（）A．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B．回路中感应电流大小不变，为C．回路中感应电流方向不变，为C→D→R→CD．回路中有周期性变化的感应电流15．如图所示，abcd为用粗细均匀的同种材料制成的金属线框，其中ab的长度只有bc长度的一半。现将线框放在水平光滑绝缘的桌面上，在外力F的作用下让线框以速度匀速穿过右边两个磁感应强度大小相等、方向相反的磁场区域。若以图示位置开始计时，规定逆时针电流方向为正，磁感线向下穿过线框时的磁通量为正。则下列关于回路电流i、外力F大小、cb间的电势差Ucb及穿过线框的磁通量随时间变化的图像正确的是（）A． B．C． D．三、填空题16．如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为L；长为L、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为_____。17．如图所示，质量为m、电阻为R、边长为l的正方形闭合单匝导线框，从距离有水平边界的匀强磁场上方某一高度h处由静止开始自由下落，磁感应强度为B，线框下落过程中其底边始终保持水平，线框平面保持与磁场方向垂直.为使该线框在进入磁场过程中做匀速运动，则它开始下落的高度______.在线框全部进入磁场的过程中，通过导线截面的电荷量________.18．两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直导轨平面。两导轨间距为L，左端接一电阻R，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab如图所示放置，开始时ab棒不导轨垂直，在ab棒绕a点紧贴导轨以角速度顺时针旋转90°的过程中，通过电阻R的电流方向为_________（填“由上到下”或者“由下到上”）；电动势的最大值为_________；通过电阻R的电荷量是_________。四、解答题19．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。把电阻的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。求：(1)感应电流和导体棒两端的电压；(2)拉力的功率；(3)电路中产生的热功率。20．如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0．5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2＝0．8m，整个闭合回路的电阻为R＝0．2Ω，磁感应强度为B0＝1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m＝0．04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁场以＝0．2T/s的变化率均匀地增大．求：(1)金属棒上电流的方向．(2)感应电动势的大小．(3)物体刚好离开地面的时间(g＝10m/s2)．21．如图所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里．一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻阻值为r，其余电阻不计。导体棒与圆形导轨接触良好。求(1)在滑动过程中通过电阻r上的电流的平均值；(2)MN从左端到右端的整个过程中，通过r上的电荷量；(3)当MN通过圆导轨中心时，通过r上的电流是多少？参考答案一、单项选择题12345678910CDCBABCCAD二、多项选择题1112131415BCDACADBCBC三、填空题16．17．18．由上到下四、解答题19．(1)1A；1V；(2)2W；(3)2W【解析】(1)导体棒切割磁感，产生的感应电动势为闭合回路产生的感应电流为导体棒两端的电压(2)由于导体棒沿导轨向右匀速运动，有拉力F的功率(3)电路中产生的热功率20．（1）电流由a到d（2）（3）5s【解析】(1)由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d．(2)由法拉第电磁感