2024-2025学年高二物理选择性必修第二册（粤教版）第2章 电磁感应 分层作业8 法拉第电磁感应定律

分层作业8法拉第电磁感应定律A组必备知识基础练1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒钟增加2VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变2.(多选)将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不会发生变化的物理量是()A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.感应电流的大小D.流过线圈横截面的电荷量3.(多选)一根直导线长0.1m,在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势()A.一定为0.1V B.可能为零C.可能为0.01V D.最大值为0.1V4.如图所示,半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形,当磁感应强度以ΔBΔt的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势的大小为A.πr2ΔBΔt B.C.nπr2ΔBΔt D.5.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是()A.0~2s B.2~4sC.4~5s D.5~10s6.如图所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面.设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L,金属棒与导轨间夹角为60°,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和金属棒的电阻,则流过金属棒中的电流为()A.BLvR B.C.BLv2R D.7.(2024广东肇庆高二期末)某物理兴趣小组为研究无线充电技术,动手制作的一个“特斯拉线圈”,如图甲所示.其原理图如图乙所示,线圈匝数为n,面积为S,若在t时间内,匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈,其磁感应强度方向向上,大小由B1均匀增大到B2,则该段时间内线圈M、N两端的电势差UMN()A.恒为nSB.恒为nSC.从0均匀变化到nSD.从0均匀变化到nSB组关键能力提升练8.如图所示,用铝板制成U形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的中间,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬线拉力为T,则()A.悬线竖直,T=mgB.悬线竖直,T>mgC.悬线竖直,T<mgD.无法确定T的大小和方向9.(2024广东深圳期末)某小组设计了一种呼吸监测方案:在人身上缠绕弹性金属线圈,观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压,了解人的呼吸状况.如图所示,线圈P的匝数为N,磁场的磁感应强度大小为B,方向与线圈轴线的夹角为θ.线圈面积变化时电阻不变.若某次吸气时,在t时间内每匝线圈面积增加了S,则线圈P在该时间内的平均感应电动势为()A.NBScosθtC.BSsinθt10.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是()A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.无法判断11.(多选)如图所示的匀强磁场中,MN、PQ是两条平行的金属导轨,AB、CD分别为串有电流表、电压表的两根金属棒,且与金属导轨接触良好,金属棒与导轨夹角始终不变,当两金属棒以相同速度向右运动时,下列判断正确的是()A.电流表示数为零,A、B间有电势差,电压表示数为零B.电流表示数不为零,A、B间有电势差,电压表示数不为零C.电流表示数为零,A、C间无电势差,电压表示数为零D.电流表示数为零,A、C间有电势差,电压表示数不为零12.如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=2Ω.线圈与电阻R构成闭合回路,电阻的阻值R=8Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示,求:(1)t1=2s时,线圈产生的感应电动势;(2)t1=2s时,通过电阻R的感应电流及流向;(3)t2=5s时,线圈端点a、b间的电压.答案：1.D由E=ΔΦΔt可知当磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb时,磁通量的变化率即感应电动势是2Wb/s=2V.2.AD将磁铁插到闭合线圈的同一位置,磁通量的变化量相同,而用的时间不同,所以磁通量的变化率不同.感应电流I=ER=ΔΦΔt·R,故感应电流的大小不同.流过线圈横截面的电荷量q=I·Δt=ΔΦR·Δt·Δt=ΔΦR,3.BCD当B、l、v互相垂直时,导体切割磁感线产生的感应电动势最大Em=Blv=0.1×0.1×10V=0.1V,考虑到它们三者的空间位置关系不确定,应选B、C、D.4.D根据法拉第电磁感应定律,线圈中产生的感应电动势的大小E=nΔΦΔt=nL2ΔB5.D图线斜率的绝对值越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小,故5~10s内线圈中感应电动势最小.故选D.6.B金属棒匀速运动,所以平均感应电动势的大小等于瞬时感应电动势的大小.金属棒的有效长度为3L2,故E=Bv3L2,根据闭合电路欧姆定律得I=3BLv7.A根据法拉第电磁感应定律,该段时间内线圈两端的电势差的大小恒为E=nΔΦΔt根据楞次定律结合线圈的绕线方向可知N端电势高于M端,所以UMN=-nS(B2-8.A设两板间的距离为L,由于向左运动过程中竖直板切割磁感线,产生动生电动势,用右手定则判断下板电势高于上板电势,动生电动势大小E=BLv,即带电小球处于电势差为BLv的电场中.所受电场力F电=qBLvL=qvB.若小球带正电,则电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=qvB,由左手定则判断方向竖直向下,即F电=F洛.若小球带负电,同样可得出F电=F洛,且方向相反.故T=mg,故选项A正确9.A根据法拉第电磁感应定律有E=NΔΦΔt=10.C金属棒被水平抛出后做平抛运动,切割速度v0保持不变,故感应电动势E=BLv0保持不变,故C正确.11.AC因为两金属棒以相同速度运动,回路面积不变,所以感应电流为零,根据电流表、电压表的工作原理可知电流表、电压表示数均为零,选项B、D错误;因为两金属棒都向右运动切割磁感线,所以两金属棒都产生相同的电动势,极性都为上正、下负,所以A、B间有电势差,A、C间无电势差,选项A、C正确.12.答案(1)1V(2)0.1A流向b→R→a(3)3.2V解析(1)根据法拉第电磁感应定律,0~4s时间内线圈中磁通量均匀变化,产生恒定的感应电流,t1=2s时,线圈的感应电动势E1=nΔΦ1Δt1=n((2)当t=2s时,根据闭合电路欧姆定律,闭合回路中的感应电流I1=E解得I1=