物理选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律课后作业题

这是一份物理选择性必修 第二册2 法拉第电磁感应定律课后作业题，共13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学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．如图所示，一个面积为S、匝数为n的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　）A． B． C． D．2．如图所示，长为L电阻值为R的直导体棒平放在纸面上，大小为B的匀强磁场垂直于纸面分布，现使直棒以垂直于棒大小为v的速度匀速运动，下列说法中正确的是（　　）A．棒中感应电流由a到b，大小为B．棒中感应电动势小于，a端电势低于b端C．棒中感应电动势等于，a端电势高于b端D．棒中感应电动势等于，a端电势低于b端3．如图所示，竖直放置的U形光滑导轨与一电容器串联.导轨平面有垂直于纸面的匀强磁场，金属棒ab与导轨接触良好，由静止释放后沿导轨下滑.电容C足够大，原来不带电，不计一切电阻.设导体棒的速度为v、动能为Ek、两端的电压为Uab.电容器上的电荷量为q.它们与时间t，位移x的关系图像正确的是（       ）A． B．C． D．4．如图所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，且保持线圈平面与磁场方向垂直，下述说法中正确的是(       ) A．线圈加速进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，感应电流越来越大B．线圈匀速穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，感应电流越来越大C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，感应电流越来越大D．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，感应电流是恒定的5．如图（a）所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向．图（b）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中（ ）A．B．C．D．6．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有灯泡A。金属棒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。现使金属棒以一定的初速度v开始向右运动，此后（　　）A．棒匀减速运动直到停止B．棒中的感应电流方向由a到bC．棒所受的安培力方向水平向右D．灯泡A逐渐变暗7．如图所示，水平地面的上方有垂直相交的匀强电场和匀强磁场，E的方向竖直向下，B的方向水平向里．水平方向的粗细均匀的直导线ab与Ｂ、Ｅ的方向都垂直．让ab由静止释放，下列说法正确的是A．ab作自由落体运动，且ab两端始终保持水平B．ab向下运动加速度小于重力加速度，但ab两端始终保持水平C．ab下落时发生了转动，a端先落地D．ab下落时发生了转动，b端先落地8．英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘光滑细圆环水平放置， 环内存在竖直向上的磁场，环上套一带电荷量为q的质量为m的小球，已知磁感应强度大小B随时间均匀增大，其变化率为k，由此可知（ ）A．环所在处的感生电场的电场强度的大小为B．小球在环上受到的电场力为kqrC．若小球只在感生电场力的作用下运动，则其运动的加速度为D．若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做的功大小r2qk9．将一根长为L的金属杆在竖直向下的匀强磁场中以初速度v水平抛出，若金属杆在运动过程中始终保持水平且与速度方向垂直，则金属杆产生的感应电动势E的大小（   ）A．保持不变B．随杆速度的增大而增大C．随杆的速度方向与磁场方向的夹角的减小而减小D．因为速度的大小与方向同时变化，无法判断E的大小10．如图所示，一磁感应强度为B均匀磁场，分布在半径为R的长圆柱体内，设B=B0t（B0>0）．现有一半径也为R，电阻均匀分布且总电阻为r的金属圆环，放在垂直于磁场的平面内，金属圆环中心在均匀磁场的对称轴上．a和b为金属圆环上相距为R的两点，则a、b两点间的电势差a-b等于（       ）（设感应电流所产生的磁场可以忽略）A． B． C． D．011．如图（甲）所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。t＝0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图（乙）所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）A． B．C． D．12．如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球(     )A．整个过程都做匀速运动B．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C．整个过程都做匀减速运动D．穿出时的速度一定小于初速度13．如图，金属框abcd置于匀强磁场中，金属棒MN可在abcd上无摩擦地滑动，MN以1m/s的速度向左匀速运动，作用在MN上的外力恒为4N，方向向左，这时回路的电功率为（          ）A．2W B．20W C．4W D．无法求出14．如图所示，有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一半径为 r、电阻均匀分布且为 2R 的金属圆环放置在磁场中，金属圆环所在的平面与磁场垂直．金属杆 Oa 一端可绕环的圆心 O 顺时针旋转，另一端 a 搁在环上，电阻值为 R；另一金属杆Ob 一端固定在 O 点，另一端 b 固定在环上，电阻值也是 R．已知 Oa 杆以角速度ω匀速旋转，所有接触点接触良好，Ob 不影响 Oa 的转动，则下列说法正确的是（ ）A．流过 Oa 的电流可能为B．金属杆 Ob 两端最大的电势差为C．O 点电势高于 a 点电势D．产生的感应电动势的大小为15．如图所示，AB、CD 为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中；AB、CD 的间距为 L，左右两端均接有阻值为 R 的电阻；质量为 m、长为 L，且不计电阻的导体 棒 MN 放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固定；导 体棒 MN 与导轨接触良好；开始时，弹簧处于自然长度，导体棒 MN 具有水平向左的初速度 v0，经过一段时间，导体棒 MN 第一次运动到最右端， 这一过程中 AC 间的电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则（       ）A．初始时刻导体棒所受的安培力大小为B．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热等于C．当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为D．当导体棒第一次回到初始位置时，A、B 间电阻 R 的热功率为0二、填空题（共4题）16．如图所示，桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方某高度处有一竖立的条形磁铁，此时穿过线圈的磁通量为0.04Wb．现使磁铁竖直下落，经0.5s后磁铁的S极落到线圈内的桌面上，这时穿过线圈的磁通量为0.12Wb．此过程中穿过线圈的磁通量增加了_____Wb，线圈中的感应电动势大小为_____V．17．如图所示，先后以速度v1和v2(4v1＝v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2＝____________.(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝____________.(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝______________.18．如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场则：第一次进入与第二次进入时线圈中产生热量之比为______；第一次进入与第二次进入时通过导线横截面电荷量之比为______．19．在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中，得到E－1/Δt图线如图所示．（1）.从观察和分析该实验装置可看出，在实验中，因磁铁相对螺线管位置的变化都_____（选填“相同”或“不同”），从而实现了控制_____________不变．（2）.在得到实验数据之后，为了研究E与Δt的关系，可采用图像处理数据的方法，在直角坐标系中作E－1/Δt的关系图线，由图像可得出的实验结论是_________________．（3）.仅将线圈匝数变为原来3倍后重新做实验，在E－1/Δt画出实验图线．三、综合题（共4题）20．如图所示，由相同材料制成的足够长光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为，导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，t=0时刻，一长为L=1.8m的金属杆MN在外力F作用下以恒定速度v=0.4m/s从O点开始向右滑动，在滑动过程中金属杆MN与导轨接触良好，且始终与OQ垂直，导轨厚度不计，导轨与金属杆单位长度的电阻均为r0=0.05，求：（1）t=4s时刻，金属杆中的电流强度；（2）t=4s时刻，外力F的功率；（3）金属杆脱离导轨OP前金属杆上产生的焦耳热。21．2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用阻拦索的作用力使它快速停止．随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止．为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型．在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计．轨道端点MP间接有阻值为R的电阻．一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好．质量为M的飞机以水平速度v0迅速钩住导体棒ab，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度．假如忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来．求：（1）飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度v的大小；（2）飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；（3）从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离x．22．如图，一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨，导轨间距为l；两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直，长度均为l；棒与导轨间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）：整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。从时开始，对AB棒施加一外力，使AB棒从静止开始向右做匀加速运动，直到时刻撤去外力，此时棒中的感应电流为；已知CD棒在时刻开始运动，运动过程中两棒均与导轨接触良好。两棒的质量均为m，电阻均为R，导轨的电阻不计。重力加速度大小为g。(1)求AB棒做匀加速运动的加速度大小；(2)求撤去外力时CD棒的速度大小；(3)撤去外力后，CD棒在时刻静止，求此时AB棒的速度大小。23．如图所示为一宽度为L=40cm，磁感应强度B=1T的匀强磁场区域，边长为20cm的正方形导线框abcd，每边电阻相等，4个边总电阻为R=0.1Ω，沿垂直于磁场方向以速度v=0.2m/s匀速通过磁场。从ab边刚进入磁场（即ab边恰与图中左边虚线重合）开始计时到cd 边刚离开磁场（即cd边恰与图中右边虚线重合）的过程中， （1）规定a→b→c→d→a方向作为电流的正方向，画出线框中感应电流I随时间t变化的图象；（2）画出线框ab两端的电压Uab随时间t变化的图象．
参考答案：1．C2．D3．B4．A5．B6．D7．D8．A9．A10．D11．A12．D13．C14．A15．A16．     0.08     0.1617．     1:4     1:4     1:1618．     1：2；     1：119．     相同 磁通量的变化量；     在线圈的匝数和通过线圈的磁通量的变化量均不变的情况下，感应电动势E与成正比     20．（1）；（2）；（3）21．（1）（2）（3）22．(1)；(2)；(3)23．（1）（2）x在O-L段：线框进入磁场的时间x在L-2L段：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，时间为x在2L-3L段：线框穿出磁场，有x在O-L段：线框进入磁场，根据楞次定律判断知感应电流沿逆时针方向，为负值。感应电流的大小为ab为电源,其两端电压为路端电压，故其电势差Vx在L-2L段：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生。ab两段的电势差U=Ex在2L-3L段：线框穿出磁场，感应电动势=0.04V感应电流方向为正，大小为此时ab两端电压为V则电流随时间的变化图象如下则ab两端的电压图象如下图