高中物理2 法拉第电磁感应定律同步训练题

这是一份高中物理2 法拉第电磁感应定律同步训练题，共6页。

1．对于法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，下面理解正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B．穿过线圈的磁通量为0，感应电动势一定为0
C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大
D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
解析：选D 根据E＝neq \f(ΔΦ,Δt)可知，穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，故选项D正确，A、B、C错误。
2．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．乙和丁 B．甲、乙、丁
C．甲、乙、丙、丁 D．只有乙
解析：选B 公式E＝Blv中的l为导体切割磁感线的有效长度，题图甲、乙、丁中的有效长度均为l，感应电动势E＝Blv，而题图丙的有效长度为lsin θ，感应电动势E＝Blvsin θ，故B正确。
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ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的取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
解析：选C 感应电动势E＝BLvsin θ＝BLvx，ab做平抛运动，水平速度保持不变，感应电动势大小保持不变。
4.
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，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁场的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
A.eq \f(Ba2,2Δt) B.eq \f(nBa2,2Δt)
C.eq \f(nBa2,Δt) D.eq \f(2nBa2,Δt)
解析：选B 根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝n·eq \f(ΔB,Δt)·S＝n·eq \f(2B－B,Δt)·eq \f(a2,2)＝eq \f(nBa2,2Δt)，B正确。
5．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( )
A．0～2 s B．2～4 s
C．4～6 s D．6～8 s
解析：选C 图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律E＝eq \f(ΔΦ,Δt)知，在4～6 s内Φ­t图线斜率最大，则磁通量变化率最大，感应电动势最大，故C正确，A、B、D错误。
6.
[多选]如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2∶1。均匀磁场只分布在B线圈内，当磁场随时间均匀减弱时( )
A．A中无感应电流
B．A、B中均有恒定的感应电流
C．A、B中感应电动势之比为2∶1
D．A、B中感应电流之比为1∶2
解析：选BD 只要穿过圆线圈内的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势和感应电流，因为磁场变化情况相同，有效面积也相同，所以每匝线圈产生的感应电动势相同，所以A、B中感应电动势之比为1∶2，又由于两线圈的匝数和半径不同，电阻值不同，根据电阻定律，单匝线圈电阻之比为2∶1，所以感应电流之比为1∶2。
7.
如图所示，把一阻值为R、边长为l的正方形金属线框，从磁感应强度为B的匀强磁场中，以速度v向右匀速拉出磁场。在此过程中线框中产生了电流，此电流( )
A．方向与图示箭头方向相同，大小为eq \f(Blv,R)
B．方向与图示箭头方向相同，大小为eq \f(2Blv,R)
C．方向与图示箭头方向相反，大小为eq \f(Blv,R)
D．方向与图示箭头方向相反，大小为eq \f(2Blv,R)
解析：选A 利用右手定则可判断感应电流是逆时针方向。根据E＝Blv知，电流I＝eq \f(E,R)＝eq \f(Blv,R)，A正确。
8.
如图所示，导线OA长为l，在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转，导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是( )
A．Bl2ω，O点电势高
B．Bl2ω，A点电势高
C.eq \f(1,2)Bl2ωsin2θ，O点电势高
D.eq \f(1,2)Bl2ωsin2θ，A点电势高
解析：选D 导线OA切割磁感线的有效长度等于圆的半径，即R＝l·sin θ，产生的感应电动势E＝eq \f(1,2)BR2ω＝eq \f(1,2)Bl2ωsin2θ，由右手定则可知A点电势高，所以D正确。
9.
如图所示，在磁感应强度B＝0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中，有水平放置的两平行导轨ab、cd，其间距l＝50 cm，a、c间接有电阻R。现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间，并以v＝10 m/s的恒定速度向右运动，a、c间电压为0.8 V，且a点电势高。其余电阻忽略不计。问：
(1)导体棒产生的感应电动势是多大？
(2)通过导体棒电流方向如何？磁场的方向是垂直纸面向里，还是垂直纸面向外？
(3)R与r的比值是多少？
解析：(1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为
E＝Blv＝1 V。
(2)由题意知电流方向为N→M；根据右手定则可知磁场方向垂直纸面向里。
(3)根据闭合电路的欧姆定律I＝eq \f(E,R＋r)＝eq \f(U,R)，
解得：eq \f(R,r)＝eq \f(U,E－U)＝4。
答案：(1)1 V (2)电流方向为N→M 磁场方向垂直纸面向里 (3)4
B级—选考提能
10.
如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过阻值为R的电阻的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)( )
A．I＝eq \f(Br2ω,R)，由c到d B．I＝eq \f(Br2ω,R)，由d到c
C．I＝eq \f(Br2ω,2R)，由c到d D．I＝eq \f(Br2ω,2R)，由d到c
解析：选D 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O轴做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝eq \f(Br2ω,2)，由右手定则可知，电流方向由外指向圆心，故通过电阻的电流大小I＝eq \f(Br2ω,2R)，方向由d到c，选项D正确。
11．如图甲所示线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图乙所示变化，则在开始的0.1 s内( )
A．磁通量的变化量为0.25 Wb
B．磁通量的变化率为2.5×102 Wb/s
C．a、b间电压为0
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A
解析：选D 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2＝B2S为正，则线圈中磁通量的变化量为ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入数据即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4 Wb＝2.5×10－3 Wb，A错误；磁通量的变化率eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(2.5×10－3,0.1) Wb/s＝2.5×10－2 Wb/s，B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝2.5 V且恒定，C错误；在a、b间接一个理想电流表时相当于a、b间接通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小I＝eq \f(E,r)＝0.25 A，选项D正确。
12．如图所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为l的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，恒定不变，区域Ⅱ中磁场随时间按B2＝kt变化。一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止(金属杆所受安培力沿斜面向上)。其余电阻不计，试求：
(1)通过金属杆的电流大小。
(2)定值电阻的阻值为多大？
解析：(1)对金属杆：mgsin α＝B1Il①
解得：I＝eq \f(mgsin α,B1l)。②
(2)感应电动势E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(ΔB2,Δt)l2＝kl2③
闭合电路的电流I＝eq \f(E,R＋r)④
联立②③④得：R＝eq \f(E,I)－r＝eq \f(kB1l3,mgsin α)－r。
答案：(1)eq \f(mgsin α,B1l) (2)eq \f(kB1l3,mgsin α)－r