2-2--法拉第电磁感应定律分层作业解析版人教版2019选择性必修第二册

第节法拉第电磁感应定律2检题型分组基础练联

一、电磁感应定律1,闭合回路的磁通量随时间［的变化图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）A.图甲回路中产生感应电动势B.图乙回路中感应电动势恒定不变C.图丙回路中0〜九时间内感应电动势小于白〜女时间内感应电动势D.图丁回路中感应电动势先变大后变小【答案】B【详解】因£=笑，则可根据图像的斜率判断，图甲中笑=0,即电动势E为0,A选项错误；图乙中詈=恒量，即电动势石为一恒定值，B选项正确；图丙中0〜0时间内的感应电动势大于力〜力时间内的感应电动势；图丁中图像斜率等先减小后增大，即回路中感应电动势先减小后增大故选项C、D错误

2.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环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21,圆环中产生的感应电动势分别为民和£bo不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是（）A.E,a♦瓦=41,感应电流均沿逆时针方向B.EE=41,感应电流均沿顺时针方向d bC.EaEb=21,感应电流均沿逆时针方向D.EaEb=1,感应电流均沿顺时针方向【答案】B【详解】由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺时针方向由法拉第电磁感应定律知，£=笔=管=笠七，由于两圆环半径之比凡凡=21,所以乙瓦=41综上所述，选项B正确

二、导线切割磁感线时的感应电动势

3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒乃以水平初速度抛出，设运动的整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将（）A.越来越大B.越来越小C保持不变D.无法确定【答案】C【详解】根据E=3Nsin O=Blv,金属棒必做平抛运动，水平速度保持不变，可知感应电动势保x持不变，C正确

4.如图所示，半径为〃的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场3中，绕轴以角速度口沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（）C.由c,至Ud,ZAD.由d到c,1=号~【答案】D【详解】金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为由右手定则可知感应电流方向由圆盘边沿指向圆心，故通过电阻R的电流大小/=粤，方向由d到c,选项D正确ZA

5.如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距/=

0.50m,左端接一电阻R=

0.20Q,磁感应强度B=

0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac（长为/）垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计当棒以=

4.Om/s的速度水平向右匀速滑动时，求⑴QC棒中感应电动势的大小；2回路中感应电流的大小；⑶维持碇棒做匀速运动的水平外力的大小【答案】

10.80V

24.0A

30.80N【解析】⑴就棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小石=5=

0.40x

0.50x

4.0V=

0.80Vo2回路中感应电流的大小A=

4.0A由右手定则知，棒中的感应电流由C流向3〃c棒受到的安培力大小/安=B〃=

0.40x

4.0x

0.50N=

0.80N,由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则/外=/安=

0.80N

6.如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路,以下关于电流表指针偏转情况的陈述正确的是A.磁铁快速插入螺线管时比慢速插入螺线管时电流表指针偏转大B.磁铁快速插入螺线管和慢速插入螺线管，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同C.磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大D.将磁铁从螺线管中拔出时，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小【答案】A【详解】只有在磁铁插入和拔出螺线管时，螺线管中才有感应电流产生，插入和拔出的速度越快，磁通量的变化越快，感应电流越大，电流表指针偏转越大

7.（

2021.天津高二检测）如图所示，abed为水平放置的平行“厂”形光滑金属导轨，间距为/,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨电阻不计已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为广，保持金属杆以速度u沿平行于〃的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好），则（）b M/aXXX X^X X咨^X xX xX X y$XXX个值又dX XXXA.电路中感应电动势的大小为瞿AU1L/B.电路中感应电流的大小为竺乎C.金属杆所受安培力的大小为电D21,2D.金属杆的热功率为1焉【答案】B【详解】金属杆切割磁感线的有效长度为1,电动势为£=8,选项A错误；根据题意,回路电阻R=磊,由欧姆定律有1=丹与出=良誓,选项B正确;安培力F=4%=用,sin unrsin ur选项C错误；金属杆的热功率为选项D错误

8.（

2021.济南高二检测）如图所示，正方形线圈位于纸面内，边长为3匝数为N,电阻为R,过ab中点和cd中点的连线恰好位于垂直于纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为从当线圈从图示位置绕0,转过90时，穿过线圈某横截面的总电荷量为（）磁通量变化量为△

①=B JL2=^2,【详解】正方形线圈从题图所示位置转过90时,【答案】D-、1△

①•、2

①NBL24故D正确，A、B、C错误=1At=NARAt=NV=^^

9.如图所示，在足够大的磁感应强度大小为

3、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根长度为L的导体棒AC第一次以垂直棒的速度u在纸面内匀速拉动导体棒；第二次以A点CB2LR2为轴在纸面内顺时针转动导体棒，若这两种情况下导体棒产生的感应电动势相同，则第二次转动的角速度为（）x°xXIX/x/XXX X/x/X/XXX X/—*X//X!xxXXXXXX XAAXXX XXXA2VAT BL【答案】A【详解】第一次产生的感应电动势为El=BLv,第二次设角速度为3,则感应电动势为E21=TBL2CO,因为El=E2,解得co—T，故A正确乙JL/

10.如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈〃、h,磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度8随时间均匀增大〃、〃两线圈的半径之比为21,匝数之比为1:2o线圈中产生的感应电动势分别为民和瓦，某时刻磁通量分别为2和四，不考虑两线圈间的相互影响下列说法正确的是（）A.E:Eh=21,Ga0/7=41,感应电流均沿顺时针方向LaB.Ea-Eh~~1

①a.

①b=感应电流均沿逆时针方向1,24感应电流均沿顺时针方向1,C.Ea:瓦=219

①a・

①b=2感应电流均沿顺时针方向【答案】B1,

①a%=4ADC【详解】设磁感应强度的变化率为k,由法拉第电磁感应定律有E=n箸,可得Ea=nak7rra2,……...Ea nara2Eb=nbk兀rb2,所以瓦=标=21；磁通量＜I）=BS,与匝数无关，故

①a:Ob=ra2:rb2=41；磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，则由安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，故A、C、D错误，B正确®链接高考

11.（

2017.新课标n卷）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

0.1m、总电阻为

0.005的正方形导线框abed位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图A.所示已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图B.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EN

0.01—;I-

00.

20.4;

0.6//S-

0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=

0.4s至t=

0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为

0.1N【答案】BC【详解】由E-t图象可知，线框经过

0.2s全部进入磁场，则速度u==21m/s=

0.5m/s,t

0.2选项B正确；E=

0.01V,根据E=BLv可知，B=

0.2T,选项A错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=

0.4s至匚

0.6s这段时间内，导线框中的感应电流/=£=3L A=2A,所受的安培力大小为F=BIL=

0.04N,选项D错误；R

0.005故选BCo

12.（2017・天津卷・T3）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是B.ab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D【详解】导体棒、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（殁二%为一定值），△t则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由Q到故A错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E=些=些9=hs,回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律1=-,At AtR所以油中的电流大小不变，故B错误；安培力F=B/L,电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故c错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力/与安培力产等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确

13.（2015・重庆卷・T4）如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为及，面积为S.若在乙到J时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由片均nSB—BJ2B.从均匀变化到匀增加到层，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差%-%

一、（丛一BJC.恒为——早一-D.从0均匀变化到————,2—4‘2—I【答案】C【详解】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得石=〃丝=〃且”二曳，而等效电源内部的电流由楞次定理知从a-b,即b点是等效电源的正极，即L一处二—〃岂”二犯，故选C

14.（2014・江苏卷）如图所示，一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为X XXXXnBa2•22nBa2A.2Ar ArAr且一半处在磁场中，在At时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B,【答案】B【详解】根据法拉第电磁感应定律有E=〃丝=〃至二邑j二孚故选项B正确Z加22加。