2024年新教材高中物理2.2法拉第电磁感应定律基础练新人教版选择性必修第二册

PAGE2.2法拉第电磁感应定律一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1．(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，线圈所围面积里的磁通量随时间改变的规律如图所示，则线圈中(ABD)A．0时刻感应电动势最大B．0.05s时感应电动势为零C．0.05s时感应电动势最大D．0～0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V解析：依据法拉第电磁感应定律可得，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，所以可知Φ­t图像的斜率表示感应电动势，因此0、0.1s时刻感应电动势最大，0.05s时刻感应电动势为0，A、B正确，C错误；0～0.05s这段时间内平均感应电动势为eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2×10－2,0.05)V＝0.4V，D正确。2．如图中所示的导体棒的长度为L，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，棒运动的速度均为v，则产生的感应电动势为BLv的是(D)解析：当B、L、v三个量方向相互垂直时，E＝BLv;A选项中B与v不垂直；B、C选项中B与L平行，E＝0；只有D选项中三者相互垂直，D正确。3．如图，螺线管导线的两端与两平行金属板相连接，一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂于两金属板间并处于静止状态。线圈置于方向竖直向上的匀称增大的磁场中，现将S闭合，当磁场发生改变时小球将偏转。若磁场发生了两次改变，且第一次比其次次改变快，第一次小球的最大偏角为θ1；其次次小球的最大偏角为θ2，则关于小球的偏转位置和两次偏转角大小的说法正确的(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：线圈置于方向竖直向上的匀称增大的磁场中，据楞次定律可知线圈的感应电动势下高上低，则B板电势高，A板电势低，小球向A偏转，当磁场改变快时电动势大，偏角大，则C正确，A、B、D错误。4．如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间改变的规律(D)解析：进入磁场时切割磁感线，依据右手定则可知，电流方向为逆时针，当起先出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针；不论进入磁场，还是出磁场时，由于切割的有效长度变小，导致产生感应电流大小变小，故A、B、C错误，D正确；故选D。5．一个面积S＝4×10－2m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t改变的规律如图所示，则下列推断正确的是(A)A．在起先的2s内穿过线圈的磁通量的改变率等于0.08Wb/sB．在起先的2s内穿过线圈的磁通量的改变量等于零C．在起先的2s内线圈中产生的感应电动势等于0.08VD．在第3s末线圈中的感应电动势等于零解析：在起先的2s内，磁通量的改变率eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝8×10－2Wb/s，因此A正确，B错误；感应电动势E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝100×8×10－2V＝8V，因此C错误；第3s末磁通量改变率不为零，因此D错误。6．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝导体线圈，线圈电阻恒定，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙所示规律改变时，则正确表示线圈中感应电流i随时间t改变规律的图像是(D)解析：在时间0～1s内，原磁场向上且增加，感应电流的磁场向下，由安培定则可推断出线圈的感应电流方向沿如图所示的正方向，由于原磁场的改变是匀称的，产生的感应电动势不变，线圈中的感应电流也不变；在时间1s～2s内，原磁场不变，感应电流为0；在时间2s～3s内的状况与时间0～1s内的状况相反，感应电流为负方向且不变，故D项符合题意，A、B、C三项不符合题意。二、非选择题7．(12分)截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面对里，如图所示，磁感应强度正按eq\f(ΔB,Δt)＝0.02T/s的规律匀称减小，起先时S未闭合。R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，线圈内阻不计。求：(1)S闭合后，通过R2的电流大小；(2)S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？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)R2两端的电压为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)现代人喜爱到健身房骑车熬炼，某同学依据所学学问设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面对里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B＝0.5T，圆盘半径l＝0.3m，圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R＝10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U＝0.6V。(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱？(2)圆盘匀速转动10分钟，则此过程中产生了多少电能？(3)自行车车轮边缘线速度是多少？答案：(1)a点接电压表的负接线柱(2)Q＝21.6