2023-2024學年高二物理粵教版（2023）選修第二冊-2.2法拉第電磁感應定律同步練習(1)（原卷版+解析版）

第第頁2023-2024學年高二物理粵教版（2023）選修第二冊——2.2法拉第電磁感應定律同步練習(1)（原卷版+解析版）2.2法拉第電磁感應定律（解析版）

1.下列幾種說法中正確的是（）

A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

B．線圈中磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

C．線圈放在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大

D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢一定越大

【答案】D

【解析】本題考查對法拉第電磁感應定律的理解，關鍵是抓住感應電動勢的大小和磁通量的變化率成正比。感應電動勢的大小和磁通量的大小、磁通量變化量的大小以及磁場的強弱均無關系，它由磁通量的變化率決定，故選D。

2．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則（）

A．線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2VB．線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2V

C．線圈中無感應電動勢D．線圈中感應電動勢保持不變

【答案】D

【解析】由題意知：，故，保持不變。

3．某線圈在勻強磁場中勻速轉動，穿過它的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示，那么在圖中（）

時刻，穿過線圈的磁通量最小

B．時刻，線圈中的感應電動勢達最大值

C．時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零

D．時刻，線圈中的感應電動勢達最大值

【答案】B

【解析】A．時刻，穿過線圈的磁通量最大，故A錯誤；B．時刻，磁通量的變化率最大，由法拉第電磁感應定律可知線圈中的感應電動勢達最大值，故B正確；C．時刻，穿過線圈的磁通量變化率達到最大值，故C錯誤；D．時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零，由法拉第電磁感應定律可知線圈中的感應電動勢為零，故D錯誤。故選B。

4.如圖所示，、為兩條平行放置的金屬導軌，左端接有定值電阻，金屬棒斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為（）

B．

D．

【答案】B

【解析】，由歐姆定律得。

5．在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向以及磁感應強度的正方向如圖甲所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t按圖乙變化時，下列四幅圖中可以正確表示線圈中感應電動勢E變化的是（）

A．B．

C．D．

【答案】A

【解析】由題圖乙可知，在0～1s內，磁感應強度均勻增大，穿過線圈的磁通量均勻增大，由楞次定律可知線圈中產生恒定電流的方向與正方向一致；1～3s內，穿過線圈的磁通量不變，故感應電動勢為0；在3～5s內，線圈中的磁通量均勻減小，由楞次定律可知線圈中產生恒定電流的方向與正方向相反．由題圖乙可知0～1s內磁感應強度變化率是3～5s內磁感應強度變化率的2倍，由

E＝nS

可知，0～1s內產生的感應電動勢是3～5s內產生的感應電動勢的2倍。

故選A。

6．如圖所示，正方形線圈位于紙面內，邊長為a，匝數為n，轉軸OO′恰好位于垂直于紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁場的磁感應強度為B，在線圈從圖示位置以角速度ω繞OO′勻速轉過90°的過程中，線圈中產生的平均感應電動勢大小為()

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【解析】線圈中產生的平均感應電動勢為＝n，其中ΔΦ＝，Δt＝＝，解得＝，故A正確。

7．如圖所示，平行導軌間距為d，其左端接一個電阻R，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于平行金屬導軌所在平面向上．一根金屬棒與導軌成θ角放置，金屬棒與導軌的電阻均不計．當金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導軌上滑行時，通過電阻R的電流大小是()

B.

C.

D.

【答案】D

【解析】金屬棒MN垂直于磁場放置，運動速度v與棒垂直，且v⊥B，即已構成兩兩相互垂直的關系，MN接入導軌間的有效長度為L＝，所以E＝BLv＝，I＝＝，故選項D正確．

8．如圖甲所示，10匝的線圈兩端M、N與一個理想電壓表相連，線圈內有指向紙內方向的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（）

線圈中產生的感生電場沿順時針方向

B．電壓表的正接線柱接線圈的N端

C．線圈中磁通量的變化率為

D．電表的讀數為

【答案】C

【解析】AB．根據圖乙可知，線圈的磁通量隨時間均勻增加，根據楞次定律可知線圈中產生的感生電場沿逆時針方向；電源內部電流方向由負極流向正極，可知M端電勢高于N端電勢，則電壓表的正接線柱接線圈的M端，故AB錯誤；C．根據圖乙可知，線圈中磁通量的變化率為

故C正確；D．線圈產生的電動勢為

可知電壓表的讀數為，故D錯誤。故選C。

9.一直徑為d、電阻為r的均勻光滑金屬圓環(huán)水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，如圖所示。一根長為d、電阻為的金屬棒ab始終在圓環(huán)上以速度v（方向與棒垂直）勻速平動，與圓環(huán)接觸良好。當ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時，ab棒中的電流為（）

D．

【答案】B

【解析】當ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時，產生感應電動勢大小為E=Bdv，ab棒相當于電源，兩個金屬半圓環(huán)并聯后，再與ab棒串聯，則電路的總電阻為，ab棒中的電流為故選B。

10.如圖所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一定值電阻，阻值為R，MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻值為，導軌電阻可忽略不計。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內），現對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端的電壓，則（）

A．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

B．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

C．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

D．，流過定值電阻R的感應電流由d到b

【答案】A

【解析】根據右手定則可知，MN中的感應電流方向為N→M，則流過定值電阻R的感應電流由b到d，導體桿MN切割磁感線產生的感應電動勢為

根據閉合電路歐姆定律，電路中電流為

根據歐姆定律，MN兩端的電壓（R兩端電壓）為

聯立解得

故選A。

11．如圖所示，在磁感應強度大小為的勻強磁場中，有長為的導體棒恰好能架在金屬框架上并以的速度向右滑動，導體棒與金屬框架始終垂直且接觸良好。磁場方向垂直金屬框架平面向外，電阻，導體棒的電阻，其他電阻不計。下列說法正確的是（）

A．感應電動勢的大小為

B．導體棒上的電流方向從B到A

C．電路的總電阻為

D．通過導體棒的電流是

【答案】D

【解析】A．感應電動勢大小選項A錯誤；

B．根據右手定則知導體棒上的電流方向從A到B，選項B錯誤；

C．電路的總電阻

選項C錯誤；

D．通過的電流

選項D正確。故選D。

12．(多選)如圖甲所示，用一根導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，其單位長度的電阻為r0，將圓環(huán)的右半部分置于變化的勻強磁場中，設磁場方向垂直紙面向里為正，磁感應強度大小隨時間做周期性變化關系如圖乙所示，則()

A．在t＝π時刻，圓環(huán)中有順時針方向的感應電流

B．在0～時間內圓環(huán)受到的安培力大小、方向均不變

C．在～π時間內通過圓環(huán)橫截面的電荷量為

D．圓環(huán)在一個周期內的發(fā)熱量為

【答案】AD

【解析】由楞次定律可知在t＝π時刻，圓環(huán)中有順時針方向的感應電流，故A正確；由E＝＝S可知在0～時間內圓環(huán)的感應電動勢不變，電流不變，受到的安培力F＝BIL，而磁感應強度B變大，所以安培力變大，安培力方向向左，故B錯誤；q＝，在～π時間內通過圓環(huán)橫截面的電荷量為＝，故C錯誤；由E＝＝S可知E＝B0r2，所以圓環(huán)在一個周期內的發(fā)熱量為Q＝·2π＝，故D正確。

13.（多選）如圖甲所示，導體棒MN置于水平導軌上，PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計導軌和導體棒的電阻．導軌所在區(qū)域內存在沿豎直方向的勻強磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在0～2t0時間內磁感應強度的變化情況如圖乙所示，導體棒MN始終處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是（）

A．在0～t0和t0～2t0時間內，導體棒受到的導軌的摩擦力方向相同

B．在0～t0內，通過導體棒的電流方向為N到M

C．在t0～2t0內，通過電阻R的電流大小為

D．在0～2t0時間內，通過電阻R的電荷量為

【答案】BC

【解析】

由圖乙所示圖象可知，0～t0內磁感應強度減小，穿過回路的磁通量減小，由楞次定律可知，為阻礙磁通量的減少，導體棒具有向右的運動趨勢，導體棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0內，穿過回路的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，導體棒有向左的運動趨勢，導體棒受到向右的摩擦力，在兩時間段內摩擦力方向相反，故A錯誤；由圖乙所示圖象可知，在0～t0內磁感應強度減小，穿過閉合回路的磁通量減少，由楞次定律可知，感應電流沿逆時針方向，通過導體棒的電流方向為N到M，故B正確；由圖乙所示圖象，應用法拉第電磁感應定律可得，在t0～2t0內感應電動勢：，感應電流為：，故C正確；由圖乙所示圖象，應用法拉第電磁感應定律可得，在0～t0內感應電動勢：，感應電流為：，電荷量：q1=I1t1=；由圖乙所示圖象，應用法拉第電磁感應定律可得，在t0～2t0內感應電動勢：，感應電流為：，電荷量q2=I2t2=，在0～2t0時間內，通過電阻R的電荷量q=q1+q2=，故D錯誤；故選BC。

14．如圖所示，在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強磁場中，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4m，框架上放置一接入電路的電阻為1Ω的金屬桿cd，金屬桿與框架垂直且接觸良好，框架電阻不計，磁場的磁感應強度B＝0.2T。t＝0時刻，cd桿在水平外力的作用下以恒定加速度a＝4m/s2由靜止開始向右沿框架做勻變速直線運動，求：

(1)在0～2s內平均感應電動勢是多少？

(2)第2s末，回路中的電流多大？

【答案】(1)0.32V(2)0.64A

【解析】(1)金屬桿2s內的位移x＝at2＝8m

由法拉第電磁感應定律得E＝＝＝V＝0.32V。

(2)金屬桿第2s末的速度v′＝at＝8m/s此時回路中的感應電動勢E′＝Blv′

則回路中的電流為I＝＝A＝0.64A。

15.如圖所示，兩根平行光滑金屬導軌MN和PQ放置在水平面內，其間距L＝0.2m,磁感應強度B＝0.5T的勻強磁場垂直導軌平面向下。兩導軌之間連接的電阻R＝4.8Ω，在導軌上有一金屬棒ab，其接入電路的電阻r＝0.2Ω，金屬棒與導軌垂直且接觸良好。在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝0.5m/s向右勻速運動，設金屬導軌足夠長。求：

(1)金屬棒ab產生的感應電動勢；

(2)通過電阻R的電流大小和方向；

(3)水平拉力的大小F；

(4)金屬棒a、b兩點間的電勢差。

【答案】(1)0.05V(2)0.01A從M通過R流向P(3)0.001N(4)0.048V

【解析】(1)設金屬棒ab產生的感應電動勢為E，則E＝BLv代入數值得E＝0.05V。

(2)設通過電阻R的電流大小為I，則I＝代入數值得I＝0.01A

由右手定則可得，通過電阻R的電流方向從M通過R流向P。

(3)F安＝BIL＝0.001N

金屬棒ab做勻速直線運動，則F＝F安＝0.001N。

(4)設a、b兩點間的電勢差為Uab，則Uab＝IR代入數值得Uab＝0.048V。

16．如圖所示，有一半徑為r的導電圓環(huán)處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里且與圓環(huán)平面垂直，圓環(huán)的電阻為R，a、b、c為圓環(huán)上等間距的三點。若磁感應強度B在時間內均勻減小至零，則此過程中圓環(huán)內的感應電動勢和感應電流分別多大？a、b間的電壓和b、c間的電壓分別多大？

【答案】，，0，0

【解析】若磁感應強度B在時間內均勻減小至零，根據法拉第電磁感應定律可得，圓環(huán)內的感應電動勢為

感應電流為

整個圓環(huán)既是內電路，又是外電路，由對稱性得知：a、b間的電壓和b、c間的電壓相等，設均為U，將ab和bc看成電源，a、b間和b、c間的電壓等于電源的外電壓，等于電源電動勢減去內電壓，則根據閉合電路歐姆定律得2.2法拉第電磁感應定律（原卷版）

1.下列幾種說法中正確的是（）

A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

B．線圈中磁通量越大，線圈中產生的感應電動勢一定越大

C．線圈放在磁場越強的位置，線圈中產生的感應電動勢一定越大

D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產生的感應電動勢一定越大

2．穿過一個單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb，則（）

A．線圈中的感應電動勢每秒鐘增加2VB．線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2V

C．線圈中無感應電動勢D．線圈中感應電動勢保持不變

3．某線圈在勻強磁場中勻速轉動，穿過它的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示，那么在圖中（）

時刻，穿過線圈的磁通量最小

B．時刻，線圈中的感應電動勢達最大值

C．時刻，穿過線圈的磁通量變化率為零

D．時刻，線圈中的感應電動勢達最大值

4.如圖所示，、為兩條平行放置的金屬導軌，左端接有定值電阻，金屬棒斜放在兩導軌之間，與導軌接觸良好，磁感應強度為的勻強磁場垂直于導軌平面，設金屬棒與兩導軌接觸點之間的距離為，金屬棒與導軌間夾角為60°，以速度水平向右勻速運動，不計導軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為（）

B．

D．

5．在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向以及磁感應強度的正方向如圖甲所示，當磁場的磁感應強度B隨時間t按圖乙變化時，下列四幅圖中可以正確表示線圈中感應電動勢E變化的是（）

A．B．

C．D．

6．如圖所示，正方形線圈位于紙面內，邊長為a，匝數為n，轉軸OO′恰好位于垂直于紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁場的磁感應強度為B，在線圈從圖示位置以角速度ω繞OO′勻速轉過90°的過程中，線圈中產生的平均感應電動勢大小為()

A．

B．

C．

D．

7．如圖所示，平行導軌間距為d，其左端接一個電阻R，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于平行金屬導軌所在平面向上．一根金屬棒與導軌成θ角放置，金屬棒與導軌的電阻均不計．當金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導軌上滑行時，通過電阻R的電流大小是()

B.

C.

D.

8．如圖甲所示，10匝的線圈兩端M、N與一個理想電壓表相連，線圈內有指向紙內方向的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（）

線圈中產生的感生電場沿順時針方向

B．電壓表的正接線柱接線圈的N端

C．線圈中磁通量的變化率為

D．電表的讀數為

9.一直徑為d、電阻為r的均勻光滑金屬圓環(huán)水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，如圖所示。一根長為d、電阻為的金屬棒ab始終在圓環(huán)上以速度v（方向與棒垂直）勻速平動，與圓環(huán)接觸良好。當ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時，ab棒中的電流為（）

D．

10.如圖所示，兩根相距為l的平行直導軌ab、cd，b、d間連有一定值電阻，阻值為R，MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻值為，導軌電阻可忽略不計。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內），現對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端的電壓，則（）

A．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

B．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

C．，流過定值電阻R的感應電流由b到d

D．，流過定值電阻R的感應電流由d到b

11．如圖所示，在磁感應強度大小為的勻強磁場中，有長為的導體棒恰好能架在金屬框架上并以的速度向右滑動，導體棒與金屬框架始終垂直且接觸良好。磁場方向垂直金屬框架平面向外，電阻，導體棒的電阻，其他電阻不計。下列說法正確的是（）

A．感應電動勢的大小為

B．導體棒上的電流方向從B到A

C．電路的總電阻為

D．通過導體棒的電流是

12．(多選)如圖甲所示，用一根導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，其單位長度的電阻為r0，將圓環(huán)的右半部分置于變化的勻強磁場中，設磁場方向垂直紙面向里為正，磁感應強度大小隨時間做周期性變化關系如圖乙所示，則()

A．在t＝π時刻，圓環(huán)中有順時針方向的感應電流

B．在0～時間內圓環(huán)受到的安培力大小、方向均不變

C．在～π時間內通過圓環(huán)橫截面的電荷量為

D．圓環(huán)在一個周期內的發(fā)熱量為

13.（多選）如圖甲所示，導體棒MN置于水平導軌上，PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計導軌和導體棒的電阻．導軌所在區(qū)域內