第二章　2一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．(2020·四川省成都市樹德中學(xué)高二下學(xué)期期中)下列說法正確的是(　C　)A．線圈匝數(shù)越多，穿過的磁通量就越大B．只要導(dǎo)體切割磁感線運動，就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C．感應(yīng)電動勢的大小與磁通量大小無關(guān)，而與磁通量的變化率成正比D．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量解析：根據(jù)磁通量定義可知穿過線圈的磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，故A錯誤；根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流；若導(dǎo)體切割磁感線運動，但電路不閉合或閉合回路的磁通量不發(fā)生改變，也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n可知，感應(yīng)電動勢的大小跟穿過回路的磁通量變化率成正比，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量大小無關(guān)，故C正確；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙原磁場的磁通量的變化，不是感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量，故D錯誤。2．如圖中所示的導(dǎo)體棒的長度為L，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，棒運動的速度均為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BLv的是(　D　)解析：當(dāng)B、L、v三個量方向相互垂直時，E＝BLv; A選項中B與v不垂直；B、C選項中B與L平行，E＝0；只有D選項中三者互相垂直，D正確。3．(2020·天津市七校高二上學(xué)期期末)如圖，螺線管導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相連接，一個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均勻增大的磁場中，現(xiàn)將S閉合，當(dāng)磁場發(fā)生變化時小球?qū)⑵D(zhuǎn)。若磁場發(fā)生了兩次變化，且第一次比第二次變化快，第一次小球的最大偏角為θ1；第二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均勻增大的磁場中，據(jù)楞次定律可知線圈的感應(yīng)電動勢下高上低，則B板電勢高，A板電勢低，小球向A偏轉(zhuǎn)，當(dāng)磁場變化快時電動勢大，偏角大，則C正確，A、B、D錯誤。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，運動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可以定性地表示線框在上述過程中感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律(　D　)解析：進入磁場時切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向為逆時針，當(dāng)開始出磁場時，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針；不論進入磁場，還是出磁場時，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錯誤，D正確；故選D。5.一個面積S＝4×10－2 m2、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，則下列判斷正確的是(　 A　)A．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于0.08 Wb/sB．在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C．在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于0.08 VD．在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零解析：在開始的2 s內(nèi)，磁通量的變化率＝＝8×10－2 Wb/s，因此A正確，B錯誤；感應(yīng)電動勢E＝n＝100×8×10－2 V＝8 V，因此C錯誤；第3 s末磁通量變化率不為零，因此D錯誤。6. (2020·安徽省安慶市桐城市高三模擬)在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝導(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)強度B隨時間t如圖乙所示規(guī)律變化時，則正確表示線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化規(guī)律的圖像是(　D　)解析：在時間0～1 s內(nèi)，原磁場向上且增強，感應(yīng)電流的磁場向下，由安培定則可判斷出線圈的感應(yīng)電流方向沿如圖所示的正方向，由于原磁場的變化是均勻的，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，線圈中的感應(yīng)電流也不變；在時間1 s～2 s內(nèi)，原磁場不變，感應(yīng)電流為0；在時間2 s～3 s內(nèi)的情況與時間0～1 s內(nèi)的情況相反，感應(yīng)電流為負方向且不變，故D項符合題意，A、B、C三項不符合題意。二、非選擇題7．(12分)截面積為0.2 m2的100匝圓形線圈A處在勻強磁場中，磁場方向垂直線圈平面向里，如圖所示，磁感應(yīng)強度正按＝0.02 T/s的規(guī)律均勻減小，開始時S未閉合。R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，線圈內(nèi)阻不計。求：(1)S閉合后，通過R2的電流大??；(2)S閉合后一段時間又?jǐn)嚅_，則S切斷后通過R2的電量是多少？答案：(1)0.04 A　(2)7.2×10－6 C解析：(1)E＝nS＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V，I＝＝ A＝0.04 A，(2)R2兩端的電壓為U2＝E＝×0.4 V＝0.24 V，所以Q＝CU2＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6 C。8．(12分) (2020·河北衡水中學(xué)滁州分校高二下學(xué)期月考)現(xiàn)代人喜歡到健身房騎車鍛煉，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計了一個發(fā)電測速裝置，如圖所示。自行車后輪置于垂直車身平面向里的勻強磁場中，后輪圓形金屬盤在磁場中轉(zhuǎn)動時，可等效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心O轉(zhuǎn)動。已知磁感應(yīng)強度B＝0.5 T，圓盤半徑l＝0.3 m，圓盤電阻不計。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＝10 Ω的小燈泡。后輪勻速轉(zhuǎn)動時，用電壓表測得a、b間電壓U＝0.6 V。(1)與a連接的是電壓表的正接線柱還是負接線柱？(2)圓盤勻速轉(zhuǎn)動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點接電壓表的負接線柱(2)Q＝21.6 J　(3)v＝8 m/s解析：(1)根據(jù)右手定則，輪子邊緣點是等效電源的負極，則a點接電壓表的負接線柱；(2)根據(jù)焦耳定律Q＝t，代入數(shù)據(jù)得Q＝21.6 J。(3)由U＝Bl2ω，得v＝lω＝8 m/s。一、選擇題(本題共3小題，每題6分，共18分)1.如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線框開始做減速運動，直到其上邊dc剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為(　C　)A．2mgL B．2mgL＋mgHC．2mgL＋mgH D．2mgL＋mgH解析：設(shè)線框進入磁場時的速度為v1，剛穿出磁場時的速度v2＝ ①線框自開始進入磁場到完全穿出磁場共下落高度為2L。由題意得mv＝mgH ②mv＋mg·2L＝mv＋Q  ③由①②③得Q＝2mgL＋mgH。C選項正確。2．(多選)如圖甲所示線圈的匝數(shù)n＝100匝，橫截面積S＝50 cm2，線圈總電阻r＝10 Ω，沿軸向有勻強磁場，設(shè)圖示磁場方向為正，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1 s內(nèi)(　BD　)A．磁通量的變化量為0.25 WbB．磁通量的變化率為2.5×10－2 Wb/sC．a、b間電壓為0D．在a、b間接一個理想電流表時，電流表的示數(shù)為0.25 A解析：通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，若設(shè)Φ2＝B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入數(shù)據(jù)即ΔΦ＝(0.1＋0.4)×50×10－4 Wb＝2.5×10－3 Wb, A錯；磁通量的變化率＝ Wb/s＝2.5×10－2 Wb/s，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開時，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢大小為E＝n＝2.5 V且恒定，C錯；在a、b間接一個理想電流表時相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I＝＝0.25 A，D項正確。3．(多選) (2021·江西省贛州市崇義中學(xué)高二下學(xué)期開學(xué)檢測)如圖所示的整個裝置放在豎直平面內(nèi)，欲使帶負電的油滴P在兩平行金屬板間靜止，導(dǎo)體棒ab將沿導(dǎo)軌運動的情況是(　AD　)A．向右勻減速運動 B．向右勻加速運動C．向左勻減速運動 D．向左勻加速運動解析：質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負電的液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，有q＝mg，電場強度的方向豎直向下，則上板電勢高于下板，因此線圈N上端相當(dāng)于電源的正極，下端相當(dāng)于電源的負極，根據(jù)安培定則可知，線圈N的磁場豎直向上，大小減小，或豎直向下，大小增大；當(dāng)棒向右勻減速運動時，因切割磁感線，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向由b到a，大小減小，則線圈M產(chǎn)生豎直向下的磁場，且大小減小，那么線圈N的磁場是豎直向上，大小減小，故A正確；同理可判，D正確，B、C錯誤。二、非選擇題4．(10分)做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流。某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r＝5.0 cm，線圈導(dǎo)線的截面積A＝0.80 cm2，電阻率ρ＝1.5 Ω·m。如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強度B在0.3 s內(nèi)從1.5 T均勻地減為零，求：(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)該圈肌肉組織的電阻R；(2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢E；(3)0.3 s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q。答案：(1)6×103 Ω　(2)4×10－2 V　(3)8×10－8 J解析：(1)由電阻定律得　R＝ρ，代入數(shù)據(jù)得　R≈6×103 Ω。(2)感應(yīng)電動勢　E＝，代入數(shù)據(jù)得　E≈4×10－2 V。(3)由焦耳定律得　Q＝Δt，代入數(shù)據(jù)得　Q≈8×10－8 J。5．(12分)(2021·西藏拉薩中學(xué)高二下學(xué)期檢測)如圖甲所示，兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距d＝1 m，傾角θ＝30°，軌道頂端連有一阻值R＝2 Ω的定值電阻，整個空間存在著垂直軌道平面向下的磁場，磁感應(yīng)強度B的變化規(guī)律如圖乙所示?，F(xiàn)用力將質(zhì)量m＝0.4 kg，電阻r＝2 Ω的導(dǎo)體棒ab從0時刻開始固定于離軌道頂端l＝2 m處，在4 s時刻撤去外力，之后導(dǎo)體棒下滑距離x0＝1.5 m后達到最大速度，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。求：(1)0～4 s內(nèi)通過導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向；(2)導(dǎo)體棒ab的最大速度vm。答案：(1)0.25 A，方向為a到b　(2)2 m/s解析：(1)根據(jù)楞次定律可知，通過導(dǎo)體棒ab的電流方向為a到b根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝n，可得：E1＝ld＝1 V，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：I1＝＝0.25 A，方向為a到b。(2)從導(dǎo)體棒ab開始下滑到最大速度時勻速運動，根據(jù)受力平衡可得：mgsin θ＝BI2d，根據(jù)歐姆定律可得：I2＝，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E2＝Bdvm，聯(lián)立可得導(dǎo)體棒ab的最大速度：vm＝＝2 m/s。

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2 法拉第電磁感應(yīng)定律

版本： 人教版 (2019)

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