(测试)人教版物理选修1-1第三章第二节法拉第电磁感应定律同步训练D卷

第第#页共24页（2分）（2019高二下•汕头月考）下图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为 ，面积为.若在到 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由 均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差 （ ）A.恒为B.从0均匀变化到C.恒为呻7D.从0均匀变化到区勺（2分）（2020高三上•哈尔滨月考）如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是（ ）A.金属棒在导轨上做匀减速运动皎B.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C.整个过程中金属棒克服安培力做功为工厂D.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为（2分）（2019高二下•静宁月考）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（ ）A.在P和Q中都做自由落体运动B.在P中的下落时间比在Q中的长C.在两个下落过程中的机械能都守恒D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大（2分）（2019高二下•吉林月考）如图所示，abcd为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为1,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成0角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则（）Blv电路中感应电动势的大小为募百期,5111白电路中感应电流的大小为 C.金属杆所受安培力的大小为D.金属杆的热功率为叫*二、填空题（共5小题）（共5题；共9分）（3分）（2018高二上•海南期末）在电磁感应现象中产生的电动势叫，产生感应电动势的那部分导体相当于。只要穿过回路的磁通量发生变化，在回路中就会产生感应电动势。感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的成正比。（1分）（2017高二上•扶余期末）一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n=100,线框平面与磁场垂直，电阻为20Q.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则前两秒产生的电动势为V.（1分）如图，为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转.当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转.俯视线圈，其绕向为（填“顺时针”或“逆时针”）.（2分）（2017高二上«启东期中）现代科技离不开电磁波，历史上首先用实验证实电磁波存在的物理学家是（选填“赫兹”或“麦克斯韦”）.如图所示，螺线管的匝数为1000匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量变化了0.01Wb,则螺线管两端产生的感应电动势为V.（2分）如图甲所示螺线管匝数，n=1500匝，横截面积S=20cm2,电阻r=1.5Q,与螺线管串联的外电阻R1=3.5Q,R2=2.5Q,穿过螺线管方向向右的匀强磁场的磁感应强度按乙所示规律变化，则电阻R2消耗的电功率为W,b点的电势为V.三、解答题（共5小题）（共5题；共55分）（10分）（2018高二下•博兴期中）如图甲所示，长、宽分别为L1=0.3m、L2=0.1m的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n=100,总电阻为r=1，可绕其竖直中心轴。1。2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和阻值为2的定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示.在“五不工时间内，线框保持静止，1且线框平面和磁场垂直；W时刻以后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度:Elm匀速转动，求（运算结果中可保留n）；（1）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；11（2）求在 时间内，通过电阻R的电荷量为多少？（5分）电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的.在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速.被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动.设法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速.在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV.这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增到1.8Wb,求电子共绕行了多少周？

⑹簿种示意图由，磁机覆聋空宛中也于研轨遒电子挈应加理畲结科原理圈(15分)(2018高二上•扬州月考)如图甲所示，P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨，间距为d,处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上，导体棒ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为U。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内，ab边水平，金属框a、b两点通过细导线与导轨相连，金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动，从导体棒开始运动时计时，悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示，求：t0时刻以后通过ab边的电流；t0时刻以后电动机牵引力的功率P；(3)求0到t0时刻导体棒ef受到的平均合外力24.(10分)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m、bc=0.5m,电阻r=2Q.磁感应强度B在0〜1s内从零均匀变化到0.2T.在1〜5s内从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求：(1)(2)在0(1)(2)在0〜5s内线圈产生的焦耳热Q.0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;25.（15分）（2017•济南模拟）如图所示，水平放置的矩形金属框ABCD置于磁感应强度为0.5T的匀强磁场25.中，其平面与磁场方向垂直，边AB与CD的距离为0.1m.金属框的左端所连电阻R1=1Q，右端所连电阻R2=2Q,导体棒EF长0.1m,垂直于AB边放置且与金属框接触良好，其余电阻不计.当导体棒EF以10m/s的速度向右匀速运动时，求:导体棒EF上产生的感应电动势的大小;导体棒EF中的电流;电阻运动时，求:导体棒EF上产生的感应电动势的大小;导体棒EF中的电流;电阻R1消耗的电功率.参考答案一、选择题（共15小题）（共15题；共30分）答案：1-1、考点：am：,「一仔:八、、：1分析】加=巧-%r由法拉第电磁感应定律得:E二万竽二173/；故占正确.故选B.解析： …三7…号都一圣”——UWL”-答案：2-1、焦耳定律：安培力：法拉第电遴感应定律解析：【解匐由右手定则，两种情况F通过用边的电砒为从b到dr故等宜为:项符合题g;线推以不同的速踞从图示位置分别从磁痂左.右边界国速拉出至全部黑开磁场过程中,稳据E二B日可知.斐国中瞥应电动势不法『陵应电流不替「tg凄F=BlL可皿帅所受安培力的大小襁峥,叼嘴创蹴；报得0=旨产名奢孕=当处.耻域框中产生的痣苴热本相等Y"台题息；相%二了」心芸」仁亨「故遇过电阻延某横散面的电荷量相等,D符合吉;距侬：D.【分析］利用，加第电磁感应定律求出函电动势.利用欧理定律求出回国中的胆流,发热功率即为安培力的功率一通过的电荷里利汨法拉第里强翅茂律即电流的定兄式末解即可答案：3-1、考点."一:八、、：解析:

【解匐解；由£⑶日）时，右边框切制磁感应线产生感应电流,电藐大＜N=国5?旧口、=爷（＞〃}.其中，之（。r1）时,力向耐针；”月时「导线捱中械电流为零"之（号N）时.方向逆时针.在处㈠j时r左M ■■ —边框切醮&感应级产生感应电流..正3ja）Hr感应电流大小i=2I-rf—匾二华（3d2x）r方向逆时甘；Xg日时.导线推卬密应电能为率:xe（2a- ,方向顺时针.B将台盟总，43不得告朝.，班：B.【分析】先根席孱次定律判断摩成电流的方向，胡后需!1用法检第电虞丽定律，结合欧姆定律r求由感应电硒变出情;兄.答案：4-1、解析：【解答］A.由法拉靖电磁的定棒得r导线桅的速应电动酹为E=—=——=-」Jt22tn涕过导爱碓的辱庖电流大小为涕过导爱碓的辱庖电流大小为r_£_蛀.用R符^3总；」一会一他B./b两席间的电阻,即是忌电里的一半「即。二考日、b两点间的电压大小为u=［几 名二『B符合超意；g4foC.在0~为时间内,通过线椎的电量为1=平jd>-jd>-JBS解得1=等D,导媒框中电流做的功w_尸中_R必对"L密线框的热功率为p线框的热功率为pff'典j碇.故答定为：丸素华电压的大小.再利用［分析］闵台电踏中的磁通星发生蚓.回胭中就会产生读应电流,利用猾次定律判断电流的流向素华电压的大小.再利用定律市举回路中电肃的大小；通过的电荷盘利帘去柠系以符覆西建於匚郢将忘&式末学即可r答案：5-1、考点.法T:、、：解析：【就誉】金属洋m田故平据运动，其水平方向的分运劫是勺速直线运动,水平分速度保持不克,等于功,由感应电动势公式E=Blv5ina,叫ina是垂直于磁感税方向的分速度,即是半岫运动的水平分速度.等于惭，则磷应由前贽E=81皿，B.L•调不变.则硅应电动势大小保持不变.C符合题意,故答靠为；J【廿折】身体棒偷切刮避蟀线施耐,导体棒的两院就金形崛转差,阜育公式E二都y事解即配答案：6-1、考点. 二一二二…一——；:、、：解析：【解春】解；由题福，理禄应强度的变化率为逆-20TA,由法拉第电磁感应定律得，E="=逆£=20*4x△( AtZ202^^0.4V由松次定律判斯得r线框中感应电疣方向i药废时针方向，懈当于电源的正松『另相当于电源的负极r则回的电势低于b的电势r福宏欧限定律偿U於二-；E二•0-2V.敌选区【分析】当/场以205的费化率喇时,送框中产生感应电前势.由法拉第电遨感应定律家山回路中产生的繇底电动煮r的樗次定律判断丸b电势高低，根据欧姆定律求出机b两点间的电势惹山.答案：7-1、考点.工仁:、、：解析：t再雷1解：矩形线圜日bed水平放置(电有磷殛方向与水平方向成a通向上,因此可将磁感应强度沿水平方向与翌直方向分窜r所以打广版侬=,B,则穿过铁凌恩的磁通量是十二口2/BSr因此ACDTW潺；R正弱；婕；B【宕析】线啊在电幽场中,二线函平面与磁场方向垂直时,第立线篦的磁通量中二8,，B是磁画遍度dS生圉的面钳.当震围平面与磁扬方向平行时.穿联固的磁通量阴=。.当存在一定夹角时，贝悯磁朦应强度沿垂直平面方向与平行平面方向分解,从而求出道遇量.答案：8-1、考点:百::八、、：解析：【解匐解；A,刚开始上滑时速度最大・导体琴产生的感应电动势最大，输出的功率最大.最大感应翻硒1=鬻导体桂会大脸出功率为□二同二(警"R.A•符。意.B.导体棒从开始到滑到最大高度的过程中做减速运动，随着速度减小.产生的理应电端减小.所受的安培力减小r加速度减小，毗0®度逐渐减小的变减速运动，平均逋虐不等于学,则所用时间不等于由二言，坏符合题意.G相隔官国守恒得知,导体棒从开始到回到底端产生的焦耳穗比普(1mv02-1 -2Pmgg口花),匚不符合邕D.由于导Ct棒的皿罐率断减少，所以下滑与上港典同一位音时,上港速度大，产生的蛔电流入.与床棒受到的安培力大r所以上泊过程安培力的平均值大，而两个过程3过的位移大小相等,所胤上滑时导体棒荆艮安培力做功安，整个回35中产生的焦耳够，则电阻寸生的焦耳除也察，。不符合题给r故答集为：A.【汾析］当导体棒受邕的安培力、萌算力手唾力;除面的分力平衡时，速度达到最大，结合欧姆定律和动能定理分析求解即句.答案：9-1、考点.法G*—.一古:八、、：解析：【解智】周期T=0.0在｝用速度电=亨二］口口肝向工，输^力=*= =5质-,工.AT符^直;由题国乙可知交瞌电电流的最大值是3l0y7j,南于电流表的示数为有效值,故示数［二二IE『E将合题意；交源电的频率为50H］,每个周期内电温方向改交2此,故X钟内线国中电德方向独上了1口口次,「不利论察意;0.口h时线圄中的感应电流比到最大，感应电动藉量大,则穿过线圈的珑通量变叱最快,遗通量为力,故线圜平面与磁场方向平行，与中性面亚宜.D不符合强总；际新：B.【分析】感应电动物的大“均磁通量的变化快慢有美，当导线虐在中性面的时候,磁通量最大r但是变*悦最慢r或时的博应电动势最小.与中性面垂直的值置磴通量为零.注通量变化的最快r此时的陵成密就势Q.阜台圉像分析求第即可.答案：10-1、考点. 二一二—:八、、：解析：【解答】当飞机缶胖月冰平飞行时，由于他掘场的存在,且地磁场的竖直分量方向竖直向下.则由右手上则可判定机第左端的电势比右端的电势鬲’音构成间白电跑则电流方向由机翼的右瑞施向左璃r而机翼切酬舞落相当于电源，所以电源内部电端由励极流向正极,故答皇为；B.【分析】梅华肥球磴扬的方向r用台飞机叵动的方向.利用右手定则判断出电前势的方向.漱而判断电势的商低.答案：11—1、考点.法旧一「T:八、、：解析：【解■膂】在A点时交变电猊的电流最大,磁通量变化率最大，遨通居事F斫以此时的线框平面于磁场平行，A不符合襄意7在B离时交受电流为零,穿过鼻因的碳通里变化率最小,R不符合量B；在A朦时交变电流的电源段Kr所以此时的统程平面于透场平行r电流方向不变.C不挎合我苴：在氏点时交变电部为事,通过线施的磁通量最大,线圈处在中性面.电屋方向貂E,D守自趣意.够物；D［分柝］根据雪象可知电动势最大和雪的时刻.电动降为零时圈置量最大，送程平面垂直于磁场,磁通量为零的电动舞最大,缄眶平面于制场平行.答案：12-1、考点.s/一二,「-々:八、、：解析：口的尧西图的磁场均匀制口,将产生大小豌的感生电动势,由法台电g律福万■耳〃啮詈,而等依电源内部的电流由愣次定理如从百Tb,即日虚量等势（电源的正敏,即办_%=—【分析】利用法拉第电磴丽定律结合超通量变化整可以总出电而势的大小进而判别电势的育低答案：13—1、考点.小：一m卡由乃二「塞海-〒理二—二］:八、、：解析：［解匐A.金展海在整个运动过程中r受^整直向下的重力「竖直向上的支^,这两不力合力为奉『还受到水平向左的安培力r金廉棒受到的安培力为甘=BJL 源金国棒受到安培力作用而做减速运动，速度v不断减小，妄培力不厮减小，抑速度不断减小「.战金厨铀加速度逐蔚减小的变减速运动r防审合题意；B・整个过程中感应电荷量q=7y=Xj,又因为富=df又因为富=df—Jf故金属棒的位移三一密叼哥台暑帝；s-BLC.整个过程中由动能定理可得版套H-^2=T神力剑航持克服安培力物功为lniV2,C符台题意；D,兄服妄培力做功把全厘棒的前能转化为焦耳热r由于金娱年电阻与电阻串联在电!&申『且慰值相等,则电阻R1产生的里耳口乐符合蹙意.故普集为；Q【分析】根据樗雌律,金属峰受到安培力作用而做减速运动,金嬲t的电动势减小,电路的电流流小，金属棒的安培力遍小r厮以至尾棒的力Dil度遍小.由于遨道量的斐比，回露中才有了电虑r利需电流定堂式和法拉空电电国应定有,可知道电荷和磁通量的美系.从而知道国休棒的位寒。安培力做功即为导体棒动能的左心身体棒的碗翁化为金展晖的动能和电阻R的焦耳熟,答案：14-1、考点.法•粒…「T:八、、：解析：［解精1当小磁块在光涓的铜管P下落时,由于穿过铜詈的感通量文化）身致耐誉产生硝电流r从而产生安培脂力，而对于里料管内，J磁块没有用强力t在做自击则运动「台邀惠；在棚言中＜［他携受郑安培阻力r则在P中的下落对同比在Q中的长.氢意：由口拄项分析可知.在铜宜物」/块机械能不守恒，而在装料管的小曲块楣械能守恒，C不转合意意:拒塘前苜院建可知,因安培阻力，导致产生热能,划至底能第力在P中的速度比在Q中的小rD不符色题豆故答妙；E.［分析］理铁在铜管中运动.通置留官的逸语聚篁生改交,会产生痣血电流.小翅铁笠到安培力,故运动时间会唱大.答案：15-1、考点,

:八、、：考点,

:八、、：安培力：电期率和电功；定律：法拉第电定律【解春】A,利用法拉藉电磁感应定理求解电动箝的大小为E=口回（故MS误;B、已知电路中的电动势为E=BW,根据欧姆定律求解感应电流为【=旦部；故B正班；匚结合电路中电流的大，」例用安培力公式求解安培力大小.F=BIL=空；故C错溟；艮利用功率口=卬=星华迪;SKC^;陲：B.【分析］利用法擅笫电磁的定律求出感应电动势.利用欧姆定律求出回储中的电流,发热功率即为安埴力的功率.解析：二、填空题（共5小题）（共5题；共9分）【第1空】感应电动势【第2空】电源答案：16-1、信汕：廿一率考点,:考点,:八、、：解析：【解睿】电/感应现最中产生的电动势叫屈逋电副务,产生感应电动势的那部分导体相当于电懑.根蛔法位第电磁展应定律理应电前势的大“颁芽过遂一回路的疏通量的变化率成正比.【分析】产生感应电隘的最件是I对于闭会回路中的某一部分j磁通量虻生改变，磁通量变f-脸快,产生的感应电动势就越大.答案：17-1、阳打客】,解析：【解密】解：，瞄B”图中同磁通星的变化率是相同的r斫以电动势为定值.即为：E」纯S-100"H-DN 2*Q*V=W;敌膏塞为：】【分析］在B-1图中同f直线直通量的变化率是相同的,由法拉第电磁麽应定律可得出感应电动势大小恒走答案：18-1、J逆：」考点.:、、：解析：【解答］解:已知当电流从电流t优左端流入时j指针向左偏转；当圣形《钱从国中虚诙位置向右直离曲r穿过L的磁通量向上.遴通量:考八r由楞次定庠可知r原应电流磁场应向上r由安培定则可知,线置中电流从b流向日.屈畸周.其境向是逆时针;故善点为：逆时针.【分析】用流从左端流入臂计向左偏转.银信电标表指针像药方向判断电助向,然后应用安培定正修得决定律方所答蹙,【第1电】旃兹答案：19-1、'江k」白考点.去生一」一〒一「:八、、：解析：【解睿］薜:18S4牢，英国青华物谍学靠麦克厮韦在研克了当时斫发现的电磁现盘的基础上r建立了麦克斯韦电遣理论,并会告了电磁般的存在；而1388与，德国青年物理学家捕送第一次吊实粉豉了电磁波的存在„由电^^律，则有:E=n等=1000WV=上。口U.故等甚为：赫瑟.100.【方折I根谓拗理竽史结合渊上第电磁感成定律,米解,【第1空】16答案：20-1、‘晶，生［.丁考点.k-'：：一—『—］『=:八、、：【解善】理；U.）根据法拉第电磁感应定律有：E=n第S由置乙如；号===2T/s代人数据解得：E」1500艮2乂2（M0&W由深合电路欧姆定律得；1= 1 -0,8A什比上也 1.升312_5回目率为：P^I£R^0^xZ5=16W;（2）由喏恒律现乂判断出中电陪b-m;由欧妈定律，则有：0-中六［勺；解得：tDk=-0-8x15=-2V故若宜为：L&;-2.1**】曰法内法壬运拇宅春节与比言与，第1**】曰法内法壬运拇宅春节与比言与，第定律及功率表达式,写台即可孝群；解析：恨历昂磁桶的方向r由汨着电柄威方向解析：恨历昂磁桶的方向r由汨着电柄威方向.电势E副理确定电势的大小,三、解答题（共5小题）（共5题；共55分）解；蛙程产生感应电动势的最大值Em=nBiL山3醺应电动势的有效ISE二◎nEiLiLw通过电阻R的锣融有效胤二也『由山工中映“线唯转动一周所需的时间r=奈答案：21-1、〜一".•—、；＜•，一】＞解析:[分析1本量可甩相交交电卷产生规律可得运电级的变化规律，由9二，咫啊二,计算电E期产生热量L胧通过电B且的电荷坦.特别注意的是计算谿里时电耗读用电流的有效值.而计算电荷里时的电流应谩用电流的平13值.答案：22-1、解：榴S法报第电，2定律，体形茎内蒯跑痈就第为E=±2= V=42叫f祺电子包瞳豁中转行了N周,则电场力做功N^E应瑞峰于电子的动能Ek.所以布川彳殳r芾入数据可得1代，加105周.答:电子共第行了？加1。5周.考点.漓声——一4:八、、：解析：i-，:，丁』彳十I：K…丁律+--「「小『，wl叶「借『+"门；解:以金属柜为研唬对信，从如时刻开始拉力恒雄『故电蹈中电流恒定，密b边中电流为k,cd边中电端为匕由受力平衡；Bhl+T=Mg*B】2L由图象知：T=洋ad.de.tb三边电阻串联后再与ab边电阻并联.所以11:1?=3:1 [i=3I3答案：23-1、答案：23-1、田以上百式解捋：11=空^ABL解；语总电流为I,由闭合酶姆定律得；『二看R』电动势为；E=Rck喻为：』=『1+0=打=偿解得：v=逛暨4ER田电动机的率引功率恒定；P=F«v对身体棒;F=pmg-Bld答案：23-2、解得：「二答案：23-2、解得：「二嚷含I产理器L*上d)解：从0到蜘,导诔樟的速度从。