1、2.2法拉第电磁感应定律同步练习20212022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，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Ob之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度匀速转动，则外力做功的功率是（ ）ABCD2如图所示，边长为2L的等边三角形abc区域内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，a为x轴的坐标原点一个长为L，宽为L的矩形线框置于x轴上，t=0时刻线框D点在坐标原点，线框以恒定的速度v穿过磁场。用i表示线框中的电流（逆时针为正），F表示线框所受的安培力的大小，P表示安
2、培力的功率，表示线框中的磁通量，则下列图像正确的是（）ABCD3法拉第圆盘发动机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，下列说法正确的是（）A圆盘虽然转动，但由于通过圆盘的磁通量没有变化，没有电流通过电阻RB若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流过电阻RC若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的两倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍4如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平
3、面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（）A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值E=BavD感应电动势平均值5如图甲所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=2，电阻R=4，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（）A电阻R中的电流方向是从A到CB感应电流的大小均匀变化C电阻R两端的电压为4VDC点的电势为6V6如图所示，A、B为同种金属材料制成的正方形线框，且导线横截面积相同，A的边长是B的二倍，当它们的底边在同一高度时同时开始竖
4、直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A恰能匀速下落，那么（）AB框一定匀速下落B刚进入磁场时，A中感应电流是B中感应电流的2倍C二框全部进入磁场后将匀速运动D二框全部进入磁场的过程中，通过导线截面的电荷量相等7如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v12v2，在先后两种情况下（）A线圈中的感应电动势之比为E1：E22：3B线圈中的感应电流之比为I1：I21：2C线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q22：1D通过线圈某截面的电荷量之比q1：q21：28如图所示，在x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里. 矩形线框abcd从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加
5、速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是 ABCD9图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的直角梯形线圈，ab与dc间的距离也为L。t=0时刻，ab边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿adcba的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 （） ABCD10如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的金属导轨，间距d=0.5m。导轨右端连接一阻值为4的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时
6、间t变化如图乙所示，aC长为2m。在t=0时，电阻为1的金属棒ab在水平恒力F=0.6N作用下，由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从CD运动到EF过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。则：（）A金属杆产生的感应电动势始终为2.4VB金属杆在t时刻的加速度大小为C金属杆的质量为0.15kgD从a到F，水平恒力对金属杆做的功为15.6J11如图甲所示，空间中存在一大小为0.2T、方向与竖直面（纸面）垂直的匀强磁场区域，磁场的上、下边界（虚线）间的距离为0.2m且两边界均为水平面；纸面内磁场上方有一质量为0.01kg的正方形导线框abcd，导线框的总电阻为0.002，其上、下两边均与磁场边界平行。线框
7、自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至cd边到达磁场上边界为止，该过程中产生的感应电动势如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度大小为10m/s2，下列判断正确的是（）A导线框的边长为0.2mBab边刚进入磁场时，导线框的速度大小为0.25m/sCab边刚离开磁场时，导线框的速度大小为1.5m/sDab边刚离开磁场时，导线框的加速度大小为30m/s212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（k0），ab为圆环的一条直径，导线的电阻率为。则（ ）A圆环具有扩张的趋势B圆环中产生顺时针方向的感
8、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13如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场、的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场和时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。金属杆（）A刚进入磁场时加速度方向竖直向下B穿过磁场的时间可能等于在两磁场之间的运动时间C穿过两磁场产生的总热量为3mgdD释放时距磁场上边界的高度一定大于14用同种材料粗细均匀的电阻丝做成 ab、cd、ef 三根导线，ef 最长，分别放在电阻 可忽略的光滑的平行导轨上，如图所示，磁场均匀且垂直于导轨平面，用外力使导线
9、 水平向右做匀速运动（每次只有一根导线在导轨上），而且每 次外力做功的功率相等，则下列说法正确的是（）Aab 运动的最快Bef 运动的最快C导线产生的感应电动势相等D每秒钟产生的热量不相等15在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一导线框位于纸面内，线框的邻边都相互垂直，边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图。从t0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以为线框中电动势的正方向。用e表示回路的电动势，则以下e-t示意图中正确的是（）ABCD二、填空题（共4题）16一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，
10、若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T。在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是_Wb；磁通量的平均变化率是_Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_V。17如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框，边长大于边长，置于垂直纸面向里、边界为的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于。第一次边平行进入磁场，线框上产生的热量为，通过线框导体横截面积的电荷量为；第二次边平行于进入磁场，线框上产生的热量为，通过线框导体横截面的电荷量为，则_（选填“”、“”或“”），_（选填“”、“”或“”）。18一个闭合的导线圆环，处在匀强磁场中，设导线粗细均匀，当磁感应强度随时间
11、均匀变化时，线环中电流为I，若将线环半径增大1/3，其他条件不变，则线环中的电流强度为_.19一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示乙为光电数字计时器的示意图光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示(只画了部分图)；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示(只画了部分图)由图可知：(1) 圆盘的直径d为_cm；(2) 挡光片的宽度l
12、为_mm；(3) 若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为_rad/s(保留3位有效数字)(4) 金属圆盘中心O与边缘的电压为_(用字母B、d、表示)三、综合题（共4题）20有电阻的导电圆盘半径为R，其边缘用电阻不计的导电材料包裹，可绕固定点O在水平面内转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图1所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场，如图2所示只在A、O之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两图中磁场的磁感应强度大小均为B，且磁场区域固定如果将开关S闭合，圆盘将会转
13、动起来（1）在图1中，将开关S闭合足够长时间后，圆盘转速达到稳定a从上往下看，圆盘的转动方向是顺时针还是逆时针？b求稳定时圆盘转动的角速度1的大小（2）在图2中，进行了两次操作：第一次，当圆盘加速到0时将开关断开，圆盘逐渐减速停下；第二次，当圆盘加速到20时将开关断开，圆盘逐渐减速停下已知从理论上可以证明：在圆盘减速过程中任意一个极短的时间t内，角速度的变化量=kFt，F是该时刻圆盘在磁场区域受到的安培力的大小，k为常量求两次操作中从开始减速到停下的过程中圆盘转过的角度之比1：2（3）由于图1中的磁场范围比图2中的大，所以刚闭合开关瞬时，图1中圆盘比图2中圆盘加速得快有人认为：断开开关后，图1
14、中圆盘也将比图2中圆盘减速得快请分析说明这样的想法是否正确21如图所示，直导线MN可在平行导轨上接触良好且无摩擦地滑动，导轨一端接有定值电阻R=10，直导线MN的电阻r=2，有效长度L=0.4m，磁感强度B=0.6T的匀强磁场方向与导轨所在平面垂直当直导线MN以v=10m/s的速度向右匀速滑动时，求：(1)电阻R中通过的电流大小(2)直导线MN两端的电压(3)沿速度方向维持直导线MN作匀速滑动的外力大小22如图所示，竖直放置、半径为R的圆弧导轨与水平导轨ab、在处平滑连接，且轨道间距为2L，cd、足够长并与ab、以导棒连接，导轨间距为L，b、c、在一条直线上，且与平行，右侧空间中有竖直向上、磁
15、感应强度大小为B的匀强磁场，均匀的金属棒pq和gh垂直导轨放置且与导轨接触良好gh静止在cd、导轨上，pq从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与gh没有接触当pq运动到时，回路中恰好没有电流，已知pq的质量为2m，长度为2L，电阻为2r，gh的质量为m，长度为L，电阻为r，除金属棒外其余电阻不计，所有轨道均光滑，重力加速度为g，求：（1）金属棒pq到达圆弧的底端时，对圆弧底端的压力；（2）金属棒pq运动到时，金属棒gh的速度大小；（3）金属棒gh产生的最大热量23如图甲所示，电阻r2的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长L2m、间距d1m的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接
16、有阻值R4的电阻，金属棒与导轨接触良好。从t0时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在t0.1s时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度g10m/s2。求：（1）在0.1s内，导体棒上所通过的电流大小和方向；（2）在0.1s内，电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q；（3）在0.05s时刻，导体棒所受磁场作用力的大小F和方向。参考答案：1C2D3B4B5C6A7C8D9A10D11C12D13D14B15C16 8104 1.6102 3.217 1819 24.815 9.970 1.581.62 20（1）a从上往下看，圆盘的转动方向是逆时针b稳定时圆盘转动的角速度1的大小是（2）1：2是1：2（3）这样的想法错误21(1)0.2A(2)2v(3)0.048N22(1)(2)(3) 23（1）2A，从b到a；（2）0.2C，1.6J；（3）1.2N，水平向左
