法拉第电磁感应定律-高二物理人教版（2019）选择性必修二课时优化训练

2.2法拉第电磁感应定律——高二物理人教版（2019）选择性必修二课时优化训练1.法拉第在研究电磁感应时用过的线圈如图甲所示，其工作原理如图乙所示，开关S闭合瞬间()A.线圈中磁通量减少，电流表指针偏转B.线圈中磁通量减少，电流表指针不偏转C.线圈中磁通量增加，电流表指针不偏D.线圈中磁通量增加，电流表指针偏转2.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。时，磁感应强度为，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度B与t的关系式为()A. B. C. D.3.如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。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，该区域的磁场可视为匀强磁场；若在到时间内，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到，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cC.受电线圈中产生的感应电动势为D.若想增加c、d之间的电势差，可以仅均匀增加送电线圈中的电流4.如图所示，粗细均匀的正方形导线框ABCD处于匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直。将线框两端接入电路中，让恒定电流从A端流入、B端流出，关于磁场对线框四条边作用力的分析，下列选项正确的是()A.AB边与CD边受到的力大小相等，方向相同B.AB边与CD边受到的力大小相等，方向相反C.AD边与BC边受到的力大小相等，方向相同D.AD边与BC边受到的力大小相等，方向相反5.法拉第在研究电磁感应时用过的线圈如图甲所示，其工作原理如图乙所示，开关S闭合瞬间()A.线圈中磁通量减少，电流表指针偏转B.线圈中磁通量减少，电流表指针不偏转C.线圈中磁通量增加，电流表指针不偏D.线圈中磁通量增加，电流表指针偏转6.某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S，匝数为N，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间t后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向（从左往右看）为()A.，逆时针 B.，逆时针C.，顺时针 D.，顺时针7.如图，水平面内两导轨间距，处于磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨的左端接有电阻，长1m的导体棒PQ垂直导轨放置且与导轨接触良好，以的速度向右匀速滑动，导体棒电阻，导轨的电阻忽略不计.则下列说法正确的是()A.P点的电势高于Q点，P、Q两点电势差的大小为4VB.P点的电势高于Q点，P、Q两点电势差的大小为3VC.Q点的电势高于P点，P、Q两点电势差的大小为4VD.Q点的电势高于P点，P、Q两点电势差的大小为3V8.如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为()A. B. C. D.9.三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为、和。则()A. B. C. D.10.如图所示，用材料、粗细均相同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的足够长的相同的光滑金属导轨上，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，在相同的水平外力F作用下，三根导线均向右做匀速运动，某一时刻撤去外力F，已知三根导线接入导轨间的长度关系满足，且每根导线与导轨的两个触点之间的距离均相等，则下列说法中正确的是()A.三根导线匀速运动的速度相同B.三根导线产生的感应电动势相同C.匀速运动时，三根导线的热功率相同D.从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量最大11.如图所示，边长为d的正方形线圈从位置A开始向右运动，并穿过宽度为L（）的匀强磁场区域到达位置B，则()A.线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；线圈离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向B.整个过程，线圈中始终没有感应电流C.整个过程，线圈中始终有感应电流D.线圈进入磁场和离开磁场的过程中，均有感应电流，且方向都是逆时针方向12.如图所示，边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框abcd放在光滑绝缘的水平面上，边长为L的正方形区域内有垂直于水平面向下的匀强磁场，，两个正方形均关于MN对称，给金属线框一个向右的初速度使线框穿过磁场区域，线框运动过程中始终关于MN对称，线框穿过磁场后的速度为，磁场的磁感应强度大小为B，则()A.线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为B.线框进入磁场过程中，感应电流沿方向C.线框完全进入磁场后的速度等于D.线框进入磁场过程克服安培力做的功与出磁场过程克服安培力做的功相等13.安装适当软件后，利用智能手机的磁传感器能测量由磁感应强度发生变化而产生的感应电动势。已知某区域水平地面下深处埋有一根与地表面平行的足够长的直线电缆，电缆中通有正弦交变电流。将智能手机的屏幕水平放置测量时，测得地面上两处感应电动势为零，b处感应电动势不为零。经测量，恰好位于边长为的等边三角形的三个顶角上，地磁场影响可忽略，则()A.直线电缆中的电流方向平行于方向B.b处感应电动势瞬时值大小可以不变C.手机在b处竖直向上移动时，电动势可能增大D.当手机屏幕与水平地面成时，在b处测得感应电动势也为零

答案以及解析1.答案：D解析：A.该图中通电导线在磁场中运动是因为通电导线受到安培力作用，不是电磁感应现象，故A错误；B.该图中通电导线相互吸引是由于受安培力作用，不是电磁感应现象，选项B错误；C.小磁针在通电导线附近发生偏转，是电流在周围产生磁场，磁场对小磁针有力的作用，属于电流的磁效应，故C错误；D.该图中由于电键的闭合和打开，或者移动滑动变阻器滑片，或者将线圈A插入和拔出引起穿过线圈B的磁通量变化，从而产生感应电流，属于电磁感应现象，选项D正确。故选D。2.答案：C解析：由法拉第电磁感应定律可知，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动时，为使MN棒中不产生感应电流，则必须MDEN回路磁通量保持不变，故磁感应强度B应随时间t减小。回路的磁通量保持不变，则有解得故选C。3.答案：C解析：AB.受电线圈内部磁场向上且增强，由楞次定律可知，产生的感应电流方向俯视为顺时针，即受电线圈中感应电流方向由c到d，电源内部电流由电势较低的负极流向电势较高的正极，故c点的电势低于d点的电势，AB错误；C.根据法拉第电磁感应定律可得，受电线圈中产生的感应电动势为C正确；D.若想增加c、d之间的电势差，可以增加送电线圈中电流的变化率，而仅均匀增加送电线圈中的电流不能达到此目的，D错误。故选C。4.答案：D解析：AB.AB边电阻小于ADCB的电阻，则AB边电流大于CD边电流，则根据可知AB与CD边受到的力大小不相等，方向相同，选项AB错误；CD.AD边与BC边电流相等，根据可知，受到的力大小相等，由左手定则可知，安培力方向相反，选项C错误，D正确。故选D。5.答案：D解析：A.该图中通电导线在磁场中运动是因为通电导线受到安培力作用，不是电磁感应现象，故A错误；B.该图中通电导线相互吸引是由于受安培力作用，不是电磁感应现象，选项B错误；C.小磁针在通电导线附近发生偏转，是电流在周围产生磁场，磁场对小磁针有力的作用，属于电流的磁效应，故C错误；D.该图中由于电键的闭合和打开，或者移动滑动变阻器滑片，或者将线圈A插入和拔出引起穿过线圈B的磁通量变化，从而产生感应电流，属于电磁感应现象，选项D正确。故选D。6.答案：A解析：经过时间t，线圈平面由最初平行于磁场处逆时针转动至与磁场夹角为θ处，磁通量的变化量的大小，由法拉第电磁感应定律可知线圈中产生的平均感应电动势的大小，由楞次定律和安培定则可判断出感应电流的方向为逆时针（从左往右看）。故选A。7.答案：B解析：切割磁感线的导体棒PQ相当于电源，由右手定则可知电流方向为，电源内部电流由低电势流向高电势，故P点电势高于Q点，故C、D错误；，P、Q两点的电势差等于路端电压，由闭合电路欧姆定律得P、Q两点的电势差大小为，故A错误，B正确.8.答案：A解析：由法拉第电磁感应定律可知，，A正确.9.答案：C解析：设正方形线框边长为a，则圆线框半径为，正六边形线框边长为，由法拉第电磁感应定律得，由电阻定律得，由题意知均为定值，所以电流，面积分别为，周长分别为，故电流，故C项正确。10.答案：D解析：A、当三根导线匀速运动时，由（其中L为有效切割长度）可知，三种情况下F、B、L相同，但R不同，则速度v不同，因，根据电阻定律知ef电阻最大，则速度最大，故A错误；B、因速度v不同，则由可知，三根导线产生的感应电动势不相同，故B错误；C、匀速运动时，三根导线的热功率等于外力F的功率，即，因速度v不同，则热功率不相同，故C错误；D、从撤去外力到三根导线停止运动，由动量定理得：而则因ef的速度v和质量都最大，则从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量最大，故D正确。11.答案：A解析：AD.由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，D错误，A正确；BC.在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，BC错误。故选A。12.答案：AC解析：线框进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律得，根据闭合电路欧姆定律得，根据电流的定义式得，联立解得，A正确；根据楞次定律可知，线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为，B错误；线框进入磁场过程中，根据动量定理得，线框离开磁场过程中，根据动量定理得，根据选项A分析可知，线框进入磁场和离开磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量相同，则有，解得，C正确；线框进入和离开磁场时的安培力为，因为线框进入和离开磁场时均做减速运动，所以进入磁场时的安培力不小于离开磁场时的安培力，则进入磁场时克服安培力做