2-2--法拉第电磁感应定律(分层作业)(解析版)(人教版2019选择性必修第二册).docx

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检题型分组基础练联
一、电磁感应定律
1 ,闭合回路的磁通量。随时间［的变化图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路
中产生的感应电动势的论述，正确的是（）


〜九时间内感应电动势小于白〜女时间内感应电动势

【答案】B
【详解】因£=笑，则可根据图像的斜率判断，图甲中笑=0,即电动势E为0, A选项错 误；图乙中詈=恒量，即电动势石为一恒定值，B选项正确；图丙中0〜0时间内的感应电 动势大于力〜力时间内的感应电动势；图丁中图像斜率等先减小后增大，即回路中感应电动 势先减小后增大。故选项C、D错误。
，匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所 在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2 ： 1, 圆环中产生的感应电动势分别为民和£bo不考虑两圆环间的相互影响。
下列说法正确的是（）
E,a ♦瓦=4
Ed ： Eb=4
Ea ： Eb=2
Ea ： Eb = 2
1,感应电流均沿逆时针方向
1,感应电流均沿顺时针方向
1,感应电流均沿逆时针方向
1,感应电流均沿顺时针方向
【答案】B
【详解】由楞次定律知，题中圆环感应电流产生的磁场与原磁场方向相反，故感应电流沿顺
时针方向。由法拉第电磁感应定律知，£=笔=管=笠七，由于两圆环半径之比凡：凡 =2 ： 1,所以乙：瓦=4： 1。综上所述，选项B正确。
二、导线切割磁感线时的感应电动势
.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒乃以水平初速度抛 出，设运动的整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应 电动势大小将（）


C保持不变

【答案】C
【详解】根据E=3Nsin O=Blvx,金属棒必做平抛运动，水平速度保持不变，可知感应电 动势保持不变，C正确。
.如图所示，半径为〃的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场3中，绕。轴以角速度口沿逆 时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（）
c,至Ud,
Za
, 1=号~
【答案】D
【详解】金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕。点做匀 速圆周运动，其产生的感应电动势大小为由右手定则可知感应电流方向由圆盘 边沿指向圆心，故通过电阻R的电流大小/=粤，方向由d到c,选项D正确。
ZA
.如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距/=,左端接一电阻R=,磁感应 强度B= T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac（长为/）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。当棒以。= 速度水平向右匀速滑动时，求：
⑴QC棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
⑶维持碇棒做匀速运动的水平外力的大小。
【答案】(1) V (2)4. 0A (3) N
【解析】 ⑴就棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小石=5'= V
= Vo
(2)回路中感应电流的大小A=4. 0A
由右手定则知，棒中的感应电流由C流向
(3)〃c棒受到的安培力大小
/安= B〃=. N=,
由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，
则/外=/安= 。
，电流表与螺线管组成闭合电路,
以下关于电流表指针偏转情况的陈述正确的是

，磁通量变化相同，故电流表指针偏转相同
，螺线管中的磁通量最大，所以电流表指针偏转最大
，磁通量减小，所以电流表指针偏转一定减小
【答案】A
【详解】只有在磁铁插入和拔出螺线管时，螺线管中才有感应电流产生，插入和拔出的速度 越快，磁通量的变化越快，感应电流越大，电流表指针偏转越大。
7.（2021 .天津高二检测）如图所示，abed为水平放置的平行“厂”形光滑金属导轨，间距为/, 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。角，单位长度的电阻为广，保持金属杆以速度u沿平行于〃的方
向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好），则（）
b M/ a
XXX X^X X
X x X 咨^ x
X X y$< X X X
X个值又XXX d

AU 1 L/


d2 1,2

【答案】B
【详解】金属杆切割磁感线的有效长度为1,电动势为£=8",选项A错误；根据题意,
回路电阻R= 磊,由欧姆定律有1=丹与出。=良誓,选项B正确;安培力F=4%=用, sin u n r sin u r
选项C错误；金属杆的热功率为选项D错误。
.（2021 .济南高二检测）如图所示，正方形线圈位于纸面内，边长为3匝数为N,电阻为R, 过ab中点和cd中点的连线。。恰好位于垂直于纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强
度为从 当线圈从图示位置绕。0,转过90。时，穿过线圈某横截面的总电荷量为（）
L2R
B2
*
C
【答案】D
【详解】正方形线圈从题图所示位置转过90。时,
磁通量变化量为△①=B Jl2=^2,
故D正确，A、B、C错误。
-4 、1 △①•、2① NBL2
=1 At=NA?RAt=NV=^^
.如图所示，在足够大的磁感应强度大小为3、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根 长度为L的导体棒AC。第一次以垂直棒的速度u在纸面内匀速拉动导体棒；第二次以A点
为轴在纸面内顺时针转动导体棒，若这两种情况下导体棒产生的感应电动势相同，则第二次 转动的角速度为（）
x°x X
I
X /x /
/
x/ X /
/
XXX
XXX
—
XXX
XXX
A
XXX
X
X
X
X
* X / /
! x x
A
XXX
bl
A 2V
AT
【答案】A
【详解】第一次产生的感应电动势为El=BLv,第二次设角速度为3,则感应电动势为E2
1 。
=tBL2co,因为El =E2,解得co — t ，故A正确。 乙 JL/
.如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈〃、h,磁场方向与线圈所在平
面垂直，磁感应强度8随时间均匀增大。〃、〃两线圈的半径之比为2 ： 1,匝数之比为1 : 2o 线圈中产生的感应电动势分别为民和瓦，某时刻磁通量分别为2和四，不考虑两线圈间 的相互影响。下列说法正确的是（）
A. Ea : Eh=2
B . Ea - Eh ~~ 2
Ea :瓦=2
Ea： Eb=4
1, Ga ： 0/7 = 4
1 > ①a .① b = 4
1 9①a・①b = 2
1 ,①a：%=4
1,感应电流均沿顺时针方向 L感应电流均沿逆时针方向 1,感应电流均沿顺时针方向 1,感应电流均沿顺时针方向
【答案】B
A DC
… … ...Ea nara2
Eb=nbk兀rb2,所以瓦=标
【详解】设磁感应强度的变化率为k,由法拉第电磁感应定律有E=n箸,可得Ea=nak7rra2,
=2 ： 1；磁通量＜I）= BS,与匝数无关，故①a : Ob=ra2 : rb2
=4： 1；磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方
向相反，则由安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，故A、C、D错误，B正确。
® 链接高考'
.（）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长
m、。的正方形导线框abed位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图
。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动 （感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法 正确的是
(a)
EN
—;
I
-0 ; ： //S
- 4—1
图（b）
。.5 T
m/s

= s至t= s这段时间内, N
【答案】BC
【详解】由E-t图象可知， s全部进入磁场，则速度u = ' = 21m/s=, t
选项B正确；E= V,根据E=BLv可知，B=,选项A错误；根据楞次定律可知，磁 感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t= s这段时间内，导线框中 的感应电流/=£ = 3La = 2A,所受的安培力大小为F=BIL= N,选项D错误；
R
故选BCo
12.（2017・天津卷・T3）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金 属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平 面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是

Cab所受的安培力保持不变

【答案】D
【详解】导体棒"、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（殁二%为一定值），
△t
则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab 中的电流方向由Q到故A错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势
E = 些=些9 = hs ,回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律1=-, At At R
所以油中的电流大小不变，故B错误；安培力F = B/L,电流大小不变，磁感应强度减小， 则安培力减小，故c错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方 向静摩擦力/与安培力产等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确。
13.（2015・重庆卷・T4）如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为及，面积为 ，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片均
匀增加到层，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差% - %
。均匀变化到
nS(B2 — BJ
——早一-
‘2 —I
一、 （丛 一 BJ
———— ,2 — 4
【答案】C
【详解】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律 得石=〃丝=〃且”二曳，而等效电源内部的电流由楞次定理知从a-b,即b点是等效
电源的正极，即L一处二—〃岂”二犯，故选C。
14.（2014・江苏卷）如图所示，一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直，
且一半处在磁场中，在At时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B,
在此过程中，线圈中产生的感应电动势为
X X
X
X
X
Ba2
2Ar
A.
nBa2
2Ar
•2
Ar
2 nBa2
Ar
【答案】B
【详解】根据法拉第电磁感应定律有：E= 〃丝=〃至二邑 j二孚故选项B正确。
Z 加 2 2加