2024年新教材高中物理2.2法拉第電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)練新人教版選擇性必修第二冊

PAGE2.2法拉第電磁感應(yīng)定律一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．(多選)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，線圈所圍面積里的磁通量隨時(shí)間改變的規(guī)律如圖所示，則線圈中(ABD)A．0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大B．0.05s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為零C．0.05s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大D．0～0.05s這段時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為0.4V解析：依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，所以可知Φ-t圖像的斜率表示感應(yīng)電動(dòng)勢，因此0、0.1s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大，0.05s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為0，A、B正確，C錯(cuò)誤；0～0.05s這段時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2×10－2,0.05)V＝0.4V，D正確。2．如圖中所示的導(dǎo)體棒的長度為L，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，棒運(yùn)動(dòng)的速度均為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為BLv的是(D)解析：當(dāng)B、L、v三個(gè)量方向相互垂直時(shí)，E＝BLv;A選項(xiàng)中B與v不垂直；B、C選項(xiàng)中B與L平行，E＝0；只有D選項(xiàng)中三者相互垂直，D正確。3．如圖，螺線管導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相連接，一個(gè)帶正電的小球用絕緣絲線懸掛于兩金屬板間并處于靜止?fàn)顟B(tài)。線圈置于方向豎直向上的勻稱增大的磁場中，現(xiàn)將S閉合，當(dāng)磁場發(fā)生改變時(shí)小球?qū)⑵D(zhuǎn)。若磁場發(fā)生了兩次改變，且第一次比其次次改變快，第一次小球的最大偏角為θ1；其次次小球的最大偏角為θ2，則關(guān)于小球的偏轉(zhuǎn)位置和兩次偏轉(zhuǎn)角大小的說法正確的(C)A．偏向B板，θ1＞θ2 B．偏向B板，θ1＜θ2C．偏向A板，θ1＞θ2 D．偏向A板，θ1＜θ2解析：線圈置于方向豎直向上的勻稱增大的磁場中，據(jù)楞次定律可知線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢下高上低，則B板電勢高，A板電勢低，小球向A偏轉(zhuǎn)，當(dāng)磁場改變快時(shí)電動(dòng)勢大，偏角大，則C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4．如圖所示，兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場，有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場邊界平行，現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場區(qū)域，運(yùn)動(dòng)過程中始終保持速度方向與ab邊垂直。則下列各圖中哪一個(gè)可以定性地表示線框在上述過程中感應(yīng)電流隨時(shí)間改變的規(guī)律(D)解析：進(jìn)入磁場時(shí)切割磁感線，依據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)起先出磁場時(shí)，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針；不論進(jìn)入磁場，還是出磁場時(shí)，由于切割的有效長度變小，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電流大小變小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確；故選D。5．一個(gè)面積S＝4×10－2m2、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t改變的規(guī)律如圖所示，則下列推斷正確的是(A)A．在起先的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的改變率等于0.08Wb/sB．在起先的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的改變量等于零C．在起先的2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于0.08VD．在第3s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零解析：在起先的2s內(nèi)，磁通量的改變率eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝8×10－2Wb/s，因此A正確，B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝100×8×10－2V＝8V，因此C錯(cuò)誤；第3s末磁通量改變率不為零，因此D錯(cuò)誤。6．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝導(dǎo)體線圈，線圈電阻恒定，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙所示規(guī)律改變時(shí)，則正確表示線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t改變規(guī)律的圖像是(D)解析：在時(shí)間0～1s內(nèi)，原磁場向上且增加，感應(yīng)電流的磁場向下，由安培定則可推斷出線圈的感應(yīng)電流方向沿如圖所示的正方向，由于原磁場的改變是勻稱的，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢不變，線圈中的感應(yīng)電流也不變；在時(shí)間1s～2s內(nèi)，原磁場不變，感應(yīng)電流為0；在時(shí)間2s～3s內(nèi)的狀況與時(shí)間0～1s內(nèi)的狀況相反，感應(yīng)電流為負(fù)方向且不變，故D項(xiàng)符合題意，A、B、C三項(xiàng)不符合題意。二、非選擇題7．(12分)截面積為0.2m2的100匝圓形線圈A處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直線圈平面對(duì)里，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度正按eq\f(ΔB,Δt)＝0.02T/s的規(guī)律勻稱減小，起先時(shí)S未閉合。R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，線圈內(nèi)阻不計(jì)。求：(1)S閉合后，通過R2的電流大?。?2)S閉合后一段時(shí)間又?jǐn)嚅_，則S切斷后通過R2的電量是多少？答案：(1)0.04A(2)7.2×10－6C解析：(1)E＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×0.02×0.2V＝0.4V，I＝eq\f(E,R1＋R2)＝eq\f(0.4,4＋6)A＝0.04A，(2)R2兩端的電壓為U2＝eq\f(R2,R1＋R2)E＝eq\f(6,4＋6)×0.4V＝0.24V，所以Q＝CU2＝30×10－6×0.24C＝7.2×10－6C。8．(12分)現(xiàn)代人喜愛到健身房騎車熬煉，某同學(xué)依據(jù)所學(xué)學(xué)問設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)電測速裝置，如圖所示。自行車后輪置于垂直車身平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，圓盤半徑l＝0.3m，圓盤電阻不計(jì)。導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心O相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R＝10Ω的小燈泡。后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用電壓表測得a、b間電壓U＝0.6V。(1)與a連接的是電壓表的正接線柱還是負(fù)接線柱？(2)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10分鐘，則此過程中產(chǎn)生了多少電能？(3)自行車車輪邊緣線速度是多少？答案：(1)a點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱(2)Q＝21.6