物理选择性必修 第二册第2节 法拉第电磁感应定律随堂练习题

这是一份物理选择性必修 第二册第2节 法拉第电磁感应定律随堂练习题，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2.2法拉第电磁感应定律同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是（　　）A．丙和丁 B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙2．如图，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab以初速度v在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ 　）A．ab棒所受安培力的大小一定不变 B．ab棒所受安培力的方向一定向右C．金属棒ab中的电流方向从a流向b D．螺线管的磁场C端相当于S极3．在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列说法正确的是（　　）A．此过程中通过线框截面的电量为B．此时线框的加速度为C．此过程中回路产生的电能为D．此时线框中的电功率为4．如图所示，一根长为l、横截面积为S的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，空间存在垂直纸面向里的磁场。某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B=B0-kt， 当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时（　　）A．软导线形状如图将保持不变B．软导线将围成什么形状无法判断C．导线中的电流为D．导线中自由电子定向移动的速率为5．如图所示，足够长的两平行光滑水平直导轨的间距为L，导轨电阻不计，垂直于导轨平面有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场；导轨左端接有电容为C的电容器、开关S和定值电阻R；质量为m的金属棒垂直于导轨静止放置，两导轨间金属棒的电阻为r。初始时开关S断开，电容器两极板间的电压为U。闭合开关S，金属棒运动，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）A．闭合开关S的瞬间，金属棒立刻开始向左运动B．闭合开关S的瞬间，金属棒的加速度大小为C．金属棒与导轨接触的两点间的最小电压为零D．金属棒最终获得的速度大小为6．如图所示，一个边长为L的正方形线框从匀强磁场的上方由静止开始自由下落高度h后，恰好匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场中。已知线框的电阻为R，下列说法正确的是（　　）A．线框进入磁场时产生的感应电动势为B．线框进入磁场过程中受到的安培力大小为C．线框进入磁场的过程中，产生的电能为mg（h+L）D．整个线框都在磁场中运动时，机械能转化成电能7．如图所示，CDEF是固定的、水平放置的、足够长的“U”型金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中．在导轨上架着一根金属棒ab，在极短时间内给ab棒一个水平向右的速度v0，棒将开始运动，最后又静止在导轨上，则ab棒在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较（　　）A．整个回路产生的总热量相等B．电流通过整个回路所做的功相等C．安培力对ab棒做的功相等D．通过ab棒的电量相等8．如图所示，正方形导线框abcd和菱形MNPQ在同一水平面内，ab＝MN＝MP＝L，ab⊥NQ，N位于ab的中点，菱形区域存在方向竖直向上的匀强磁场，使线框从图示位置沿NQ方向匀速穿过菱形区域，规定电流逆时针为正，则线框中的电流i随位移x变化的图象可能是(　　)A． B．C． D．9．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到2B。在此过程中，通过线圈导线某个横截面的电荷量为（　　）A． B． C． D．10．如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场．质量为，半径为的圆环当通有恒定的电流时恰好能水平静止在极正上方处．已知与磁单极子极相距处的磁感应强度大小为，其中为常数．重力加速度为则（       ）A．静止时圆环的电流方向为逆时针方向（俯视）B．静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势C．静止时圆环的电流D．若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落中加速度先增加后减小11．如图所示，由均匀导线制成的半径为R=20cm的圆环，以5m/s的速度匀速进入磁感应强度大小为B=2T的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示。当圆环运动到图示位置（∠aOb=90°）时，a、b两点的电势差为（　　） A． B． C． D．12．如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上。若取逆时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流I随时间t变化的图象是下图所示的（　　） A． B． C． D．13．如图所示，水平放置的半径为且内壁光滑的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的质量为、电荷量为的带正电绝缘小球，现在圆环区域内加上竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀增加，，同时让小球在处沿周环切线方向以初速度进入环内沿逆时针方向运动，假设运动过程中小球带电量不变。则(　　)A．小球先沿逆时针做减速运动，过一段时间后沿顺时针做加速运动B．由点沿圆环逆时针转过圆周，电势将升高C．小球第三次经过点所经历的时间为D．小球沿圆环转一圈运动的时间与磁感应强度成反比14．如图所示，用一根横截面积为S的硬导线做成一个半径为r的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率（k＞0），ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ。则（ ）A．圆环具有扩张的趋势B．圆环中产生顺时针方向的感应电流C．图中ab两点间的电压大小为D．圆环中感应电流的大小为15．如图甲所示，足够长的不可伸长的柔软轻导线跨过滑轮悬挂两条水平金属棒MN、PQ，棒长均为l=0.50m，电阻值均为R=1.0Ω，MN质量m1=0.10kg，PQ质量m2=0.20kg，整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向水平且垂直于MN和PQ，刚开始用外力使整个系统静止，t=0时刻，对金属棒MN施加一个竖直向下的外力F，使之由静止开始运动，运动过程中电路中的电流I随时间t变化的关系如图乙所示，电路中其他部分电阻忽略不计，g取10m/s2（　　）A．2.0s末金属棒MN瞬时速度为1.6m/sB．4.0s末力F的瞬时功率为0.64WC．0~3.0s内PQ杆所受安培力冲量大小为0.9N·sD．若0~3.0s时间内MN上产生的热量为0.36J，则F对金属棒MN所做的功约为2.7J二、填空题（共4题）16．有一个匝线圈面积为，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过匝线圈的磁通量的变化量为______，磁通量的变化率为______﹔穿过一匝线圈的磁通量的变化量为______，磁通量的变化率为______。17．如图，与水平地面成θ角的两根光滑平行金属导轨、固定放置，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，两导轨间距为L。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，由静止释放c。此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻开始做匀速运动，且b棒恰好能在导轨上保持静止，则物块c的质量为________，若在b棒放上导轨后，c下降的高度为h，则在此过程中回路消耗的电能等于________________。（重力加速度为g）18．一矩形线圈，面积S=110-5m2，匝数n=100，两端点连接一电容器（C=20F），线圈的上半部分处在匀强磁场中，磁场正以增加，则电容器的左极板带______电．（填“正、负”），电容器所带电量q=_____________C．19．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”）。（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断___________。A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的___________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。三、综合题（共4题）20．已知线圈匝数n＝100，电阻r＝1Ω，面积S＝1.5×10－3 m2，外接电阻R＝3Ω.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示．求：  (1) t＝0.01s时线圈中的感应电动势E；(2) 0～0.02s内通过电阻R的电荷量q；(3) 0～0.03s内电阻R上产生的热量Q.21．如图所示，PQ、MN两轨道间距L=1 m，其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平，而eQ、fN段为水平粗糙轨道，同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=2 T的匀强磁场，定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R=2 Ω的两根导体棒ab和cd，导体棒cd静止在水平轨道上,导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放，ab棒在光滑轨道上加速下落至cd 棒处与其发生弹性碰撞,两者速度发生交换后导体棒cd进入匀强磁场区域,在磁场中运动时间t=1s后恰好停在磁场右边界gh处，其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1，g取10 m/s2，不计轨道电阻与其他阻力。(1)求导体棒cd刚进入磁场时的速度大小及受到的安培力大小；(2)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,求通过cd棒的电荷量；(3)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,求定值电阻R1产生的热量。22．如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内，导轨间距为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好，从ab处由静止释放，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，其余电阻均不计．求：(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向；(2) 金属杆离开磁场时速度的大小；(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热．23．如图所示，一U形导轨固定于水平面上，左端串联有电阻R=3.0Ω，导轨间距L=1.0m，匀强磁场B=1.0T竖直向下穿过导轨平面，质量m=1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒PQ与导轨良好接触，并在水平向右的外力F作用下以v=2m/s的速度向右匀速运动。已知棒PQ与导轨间的动摩擦因数为µ=0.3。（1）求流过电阻R的电流大小和方向；（2）求外力F的大小；（3）若撤去外力后，电阻R上产生的焦耳热是0.6J，求通过电阻R的电荷量。
参考答案：1．B2．D3．D4．C5．D6．B7．A8．D9．C10．C11．B12．A13．A14．D15．D16．                    17．          18．     正     19．     a     c     B     磁通量的变化率20．（1） 0.6V；（2）3×10-3C；（3） 3.04×10-3J．21．(1)3 m/s ，4 N； (2)1C； (3)0.5 J22．(1)，方向从P到M；(2)；(3) 23．(1)0.5A，方向：a→b；(2)3.5N；(3)0.1C