2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第二冊（粵教版）第2章 電磁感應(yīng) 分層作業(yè)8 法拉第電磁感應(yīng)定律

分層作業(yè)8法拉第電磁感應(yīng)定律A組必備知識基礎(chǔ)練1.穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb,則()A.線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘增加2VB.線圈中感應(yīng)電動勢每秒鐘減少2VC.線圈中無感應(yīng)電動勢D.線圈中感應(yīng)電動勢保持不變2.(多選)將一磁鐵緩慢或者迅速地插到閉合線圈中的同一位置處,不會發(fā)生變化的物理量是()A.磁通量的變化量B.磁通量的變化率C.感應(yīng)電流的大小D.流過線圈橫截面的電荷量3.(多選)一根直導(dǎo)線長0.1m,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中以10m/s的速度勻速運(yùn)動,則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢()A.一定為0.1V B.可能為零C.可能為0.01V D.最大值為0.1V4.如圖所示,半徑為r的n匝線圈套在邊長為L的正方形abcd之外,勻強(qiáng)磁場局限在正方形區(qū)域內(nèi)且垂直穿過正方形,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔBΔt的變化率均勻變化時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為A.πr2ΔBΔt B.C.nπr2ΔBΔt D.5.穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,在下列幾段時(shí)間內(nèi),線圈中感應(yīng)電動勢最小的是()A.0~2s B.2~4sC.4~5s D.5~10s6.如圖所示,MN、PQ為兩條平行的水平放置的金屬導(dǎo)軌,左端接有定值電阻R,金屬棒ab斜放在兩導(dǎo)軌之間,與導(dǎo)軌接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面.設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為L,金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°,以速度v水平向右勻速運(yùn)動,不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻,則流過金屬棒中的電流為()A.BLvR B.C.BLv2R D.7.(2024廣東肇慶高二期末)某物理興趣小組為研究無線充電技術(shù),動手制作的一個(gè)“特斯拉線圈”,如圖甲所示.其原理圖如圖乙所示,線圈匝數(shù)為n,面積為S,若在t時(shí)間內(nèi),勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線穿過線圈,其磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上,大小由B1均勻增大到B2,則該段時(shí)間內(nèi)線圈M、N兩端的電勢差UMN()A.恒為nSB.恒為nSC.從0均勻變化到nSD.從0均勻變化到nSB組關(guān)鍵能力提升練8.如圖所示,用鋁板制成U形框,將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的中間,使整體在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場方向向左以速度v勻速運(yùn)動,懸線拉力為T,則()A.懸線豎直,T=mgB.懸線豎直,T>mgC.懸線豎直,T<mgD.無法確定T的大小和方向9.(2024廣東深圳期末)某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測方案:在人身上纏繞彈性金屬線圈,觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓,了解人的呼吸狀況.如圖所示,線圈P的匝數(shù)為N,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線圈軸線的夾角為θ.線圈面積變化時(shí)電阻不變.若某次吸氣時(shí),在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S,則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢為()A.NBScosθtC.BSsinθt10.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,不計(jì)空氣阻力,則金屬棒在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小變化情況是()A.越來越大 B.越來越小C.保持不變 D.無法判斷11.(多選)如圖所示的勻強(qiáng)磁場中,MN、PQ是兩條平行的金屬導(dǎo)軌,AB、CD分別為串有電流表、電壓表的兩根金屬棒,且與金屬導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒與導(dǎo)軌夾角始終不變,當(dāng)兩金屬棒以相同速度向右運(yùn)動時(shí),下列判斷正確的是()A.電流表示數(shù)為零,A、B間有電勢差,電壓表示數(shù)為零B.電流表示數(shù)不為零,A、B間有電勢差,電壓表示數(shù)不為零C.電流表示數(shù)為零,A、C間無電勢差,電壓表示數(shù)為零D.電流表示數(shù)為零,A、C間有電勢差,電壓表示數(shù)不為零12.如圖甲所示,在一個(gè)正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向與線圈平面垂直.金屬線圈所圍的面積S=200cm2,匝數(shù)n=1000,線圈電阻r=2Ω.線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路,電阻的阻值R=8Ω.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,求:(1)t1=2s時(shí),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;(2)t1=2s時(shí),通過電阻R的感應(yīng)電流及流向;(3)t2=5s時(shí),線圈端點(diǎn)a、b間的電壓.答案：1.D由E=ΔΦΔt可知當(dāng)磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb時(shí),磁通量的變化率即感應(yīng)電動勢是2Wb/s=2V.2.AD將磁鐵插到閉合線圈的同一位置,磁通量的變化量相同,而用的時(shí)間不同,所以磁通量的變化率不同.感應(yīng)電流I=ER=ΔΦΔt·R,故感應(yīng)電流的大小不同.流過線圈橫截面的電荷量q=I·Δt=ΔΦR·Δt·Δt=ΔΦR,3.BCD當(dāng)B、l、v互相垂直時(shí),導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大Em=Blv=0.1×0.1×10V=0.1V,考慮到它們?nèi)叩目臻g位置關(guān)系不確定,應(yīng)選B、C、D.4.D根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小E=nΔΦΔt=nL2ΔB5.D圖線斜率的絕對值越小,表明磁通量的變化率越小,感應(yīng)電動勢也就越小,故5~10s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢最小.故選D.6.B金屬棒勻速運(yùn)動,所以平均感應(yīng)電動勢的大小等于瞬時(shí)感應(yīng)電動勢的大小.金屬棒的有效長度為3L2,故E=Bv3L2,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=3BLv7.A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,該段時(shí)間內(nèi)線圈兩端的電勢差的大小恒為E=nΔΦΔt根據(jù)楞次定律結(jié)合線圈的繞線方向可知N端電勢高于M端,所以UMN=-nS(B2-8.A設(shè)兩板間的距離為L,由于向左運(yùn)動過程中豎直板切割磁感線,產(chǎn)生動生電動勢,用右手定則判斷下板電勢高于上板電勢,動生電動勢大小E=BLv,即帶電小球處于電勢差為BLv的電場中.所受電場力F電=qBLvL=qvB.若小球帶正電,則電場力方向向上.同時(shí)小球所受洛倫茲力F洛=qvB,由左手定則判斷方向豎直向下,即F電=F洛.若小球帶負(fù)電,同樣可得出F電=F洛,且方向相反.故T=mg,故選項(xiàng)A正確9.A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=NΔΦΔt=10.C金屬棒被水平拋出后做平拋運(yùn)動,切割速度v0保持不變,故感應(yīng)電動勢E=BLv0保持不變,故C正確.11.AC因?yàn)閮山饘侔粢韵嗤俣冗\(yùn)動,回路面積不變,所以感應(yīng)電流為零,根據(jù)電流表、電壓表的工作原理可知電流表、電壓表示數(shù)均為零,選項(xiàng)B、D錯誤;因?yàn)閮山饘侔舳枷蛴疫\(yùn)動切割磁感線,所以兩金屬棒都產(chǎn)生相同的電動勢,極性都為上正、下負(fù),所以A、B間有電勢差,A、C間無電勢差,選項(xiàng)A、C正確.12.答案(1)1V(2)0.1A流向b→R→a(3)3.2V解析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,0~4s時(shí)間內(nèi)線圈中磁通量均勻變化,產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,t1=2s時(shí),線圈的感應(yīng)電動勢E1=nΔΦ1Δt1=n((2)當(dāng)t=2s時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律,閉合回路中的感應(yīng)電流I1=E解得I1=