【文档说明】2024-2025学年精品同步试题 物理（选择性必修第二册 人教版2019）第二章 2-法拉第电磁感应定律 Word版含解析.docx，共(4)页，256.291 KB，由小赞的店铺上传

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2.法拉第电磁感应定律课后训练巩固提升一、基础巩固1.下列关于电磁感应现象的说法正确的是()A.只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生B.穿过闭合电路中的磁通量减小,则电路中感应电流就减小C.穿过闭合电路中

的磁通量越大,闭合电路中的感应电动势就越大D.穿过闭合电路中的磁通量变化越快,闭合电路中感应电动势就越大答案:D解析:只有闭合回路中磁通量发生变化时,闭合回路中才会产生感应电流,故A错误;感应电流的大小取决于磁通量

变化的快慢,磁通量减小时,若磁通量的变化率增大,则感应电流可能变大,故B错误;磁通量大,但变化较慢,则感应电动势也可能很小,故C错误;穿过闭合电路的磁通量变化越快,则感应电动势越大,故D正确。2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加2Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒增加2VB.线

圈中的感应电动势每秒减小2VC.线圈中的感应电动势始终为2VD.线圈中不产生感应电动势答案:C解析:由法拉第电磁感应定律得E=Δ𝛷Δ𝑡=2V,所以线圈中感应电动势始终为2V,选项C正确。3.一矩形线框置于匀强

磁场中,线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的2倍。接着保持增大后的磁感应强度不变,在1s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为(

)A.12B.1C.2D.4答案:B解析:设原磁感应强度为B,线框面积为S,第一次在1s内将磁感应强度增大为原来的2倍,即变为2B,感应电动势为E1=Δ𝐵𝑆Δ𝑡=(2𝐵-𝐵)𝑆𝑡=𝐵𝑆𝑡;第二次在1s内将线框面积均匀

地减小到原来的一半,即变为12S,感应电动势大小为E2=2𝐵Δ𝑆Δ𝑡=2𝐵(𝑆-12𝑆)𝑡=𝐵𝑆𝑡,所以有𝐸1𝐸2=1,选项B正确。本题主要考查感应电动势大小的求解,意在提高学生的理解能力、应用能力和计算能力,提高学生的科学思维。4.穿过某线圈的磁通量随时

间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是()A.0~2sB.2~4sC.4~5sD.5~10s答案:D解析:图像斜率绝对值越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小。5.如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂

直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为E,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相互垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为E'。则𝐸'𝐸等于()A.12B.√22C.1D.√

2答案:B解析:设折弯前金属棒切割磁感线的长度为l,E=Blv;折弯后,金属棒切割磁感线的有效长度为l'=√(𝑙2)2+(𝑙2)2=√22l,故产生的感应电动势为E'=Bl'v=B·√22lv=√22E,所以𝐸'𝐸=√22,选项B正确。此题主要考查对E=Blv的理解与应用,意在提高学生

的科学思维。6.如图所示,水平放置的平行金属导轨相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面。导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当a

b以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时:(1)求ab棒中感应电动势的大小。(2)求回路中感应电流的大小。(3)求ab棒中哪端电势高。(4)求维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小。答案:(1)0.80V(2

)4.0A(3)a端高(4)0.8N解析:这是一个导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题。感应电动势的大小可由公式E=Blv求出;感应电流的大小可由闭合电路欧姆定律求出;匀速运动时,水平外力的大小与安培力的大小相等。此题主要

考查学生的综合应用能力,提高学生的科学思维。(1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势为E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.80V。(2)感应电流的大小为I=𝐸𝑅=0.800.20A=4.0A。(3)a

b相当于电源,根据右手定则知,a端电势高。(4)ab棒受安培力F安=BIl=0.40×4.0×0.50N=0.8N由于ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动,故外力的大小也为0.8N。二、能力提升1.如图所示,导体棒ab长为4l,匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒绕

过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,a与O的距离很近,可以忽略。则a端和b端的电势差Uab等于()A.2Bl2ωB.4Bl2ωC.6Bl2ωD.8Bl2ω答案:D解析:导体棒ab切割磁感线的总长度为4l,切割磁感线的平均速度v=12ω·4l=2

lω,由公式E=Blv知,E=B·4l·2lω=8Bl2ω,则Uab=E=8Bl2ω,选项D正确。2.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω。一导体棒MN

垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光。此后导体棒M

N的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)()A.2.5m/s,1WB.5m/s,1WC.7.5m/s,9WD.15m/s,9W答案:B解析:本题考查电磁感应现象中的力学问题和能量问题,意在培养学

生的分析能力和应用能力,提高学生的科学思维。当小灯泡稳定发光后,导体棒做匀速运动,根据平衡条件,有mgsinθ-μmgcosθ=𝐵2𝑙2𝑣𝑅+𝑟,解得v=5m/s,I=𝐵𝑙𝑣𝑅+𝑟=1A,P=I2

R=1W。B选项正确。3.(多选)如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。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,下列结论正确的是()A.感应电流

方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E=2BavD.感应电动势的平均值E=14πBav答案:AD解析:在半圆形闭合回路进入磁场的过程中磁通量不断增加,始终存在感应电流,由楞次定律可知电流方向为逆时针方向,且不变,选项A正确;由左手定则可知CD边始终受到安培力作用

,故选项B错误;有效切割长度如图所示,所以闭合回路进入磁场过程中l先逐渐增大到a,然后再逐渐减小为0,由E=Blv可知,最大值Emax=Bav,最小值为0,C错误;平均感应电动势为E=Δ𝛷Δ𝑡=12𝐵·π𝑎22𝑎𝑣=14πBav,故选项D正确。4.如图甲所示,不计电阻的平

行金属导轨与水平面成37°夹角放置,导轨间距为l=1m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、有效电阻r=1Ω的金属杆ab从OO'上方某处垂直于导轨由静止释放,杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触,杆下滑过程中

的v-t图像如图乙所示。g取10m/s2,sin37°=0.6。(1)求磁感应强度B;(2)求杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量。答案:(1)2T(2)1.875×10-2J解析:(1)由题图乙得a=Δ𝑣Δ𝑡=0.50.1m/s2=5m/s20.1s前,由牛顿第二定

律有mgsinθ-Ff=ma代入数据得Ff=0.1N0.1s后匀速运动,有mgsinθ-Ff-FA=0而FA=BIl=B𝐵𝑙𝑣𝑅+𝑟l=𝐵2𝑙2𝑣𝑅+𝑟由以上两式得B=√(𝑚𝑔sin𝜃

-𝐹f)(𝑅+𝑟)𝑙2𝑣=√(0.6-0.1)×(3+1)12×0.5T=2T。(2)I=𝐵𝑙𝑣𝑅+𝑟=2×1×0.53+1A=0.25AQR=I2Rt=0.252×3×0.1J=1.875×10-2J。5.如图所示,半径为r的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度

为B,方向垂直于纸面向里。一根长度略大于2r的导线MN以速度v在圆导轨上无摩擦地自左端匀速滑动到右端,电路的固定电阻为R,其余电阻忽略不计。(1)在滑动过程中通过电阻R的电流的平均值是多少?(2)当导线MN通过圆形导轨中心时,导线MN所受安培力的大小是多少?(3)

如果导线MN的电阻为R0,当导线MN通过圆形导轨中心时,电阻R两端的电压是多少?答案:(1)π𝐵𝑟𝑣2𝑅(2)4𝐵2𝑟2𝑣𝑅(3)2𝐵𝑟𝑣𝑅𝑅+𝑅0解析:(1)整个过程中磁

通量的变化ΔΦ=BS=Bπr2,所用时间为Δt=2𝑟𝑣,代入𝐸=Δ𝛷Δ𝑡,可得𝐸=𝐵π𝑟2𝑣2𝑟=π𝐵𝑟𝑣2根据闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流平均值为𝐼=𝐸𝑅=π𝐵𝑟𝑣2

𝑅。(2)当导线MN通过圆形导轨中心时,瞬时感应电动势为E=Blv=2Brv根据闭合电路欧姆定律,此时电路中的感应电流为I=𝐸𝑅=2𝐵𝑟𝑣𝑅则导线MN此时所受到的安培力为F=BIl=4𝐵2𝑟2𝑣𝑅。(3)根据闭合电路欧姆定律,电路中的感应电

流为I'=𝐸𝑅+𝑅0=2𝐵𝑟𝑣𝑅+𝑅0则电阻R两端的电压为U=I'R=2𝐵𝑟𝑣𝑅𝑅+𝑅0。