高中物理選擇性必修第二冊第二章電磁感應第2節法拉第電磁感應定律（提高）一、單項選擇題1．用同樣材料和規格的導線做成的單匝圓環a和b，它們的半徑之比ra：rb，＝3：1，連接兩圓環的直導線的電阻不計，兩直導線間的距離可忽略，圖甲中圓環a處于均勻變化的磁場中，圖乙中圓環b處于均勻變化的磁場中。已知兩圖中磁場的變化率相同，甲、乙兩圖中A、B兩點間的電壓大小之比為（）A．1 B．2 C．3 D．42．如圖所示，豎直放置的矩形導線框MNPQ邊長分別為L和2L，M、N間連接水平的平行板電容器，兩極板間距為d，虛線為線框中軸線，虛線右側有垂直線框平面向里的勻強磁場。兩極板間有一質量為m、電荷量為q的帶負電油滴恰好處于平衡狀態，已知重力加速度為g，則下列磁場磁感應強度大小B的變化情況及其變化率分別是（）A．正在減小，B．正在減小，C．正在增強，D．正在增強，3．如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強磁場區域，已知v1＝2v2，則在先后兩種情況下（）A．線圈中的感應電動勢之比E1：E2＝1∶2B．線圈中的感應電流之比I1∶I2＝1∶2C．線圈中產生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1D．通過線圈某截面的電荷量之比q1∶q2＝1∶24．如圖所示，MN、PQ是水平方向的勻強磁場的上下邊界，磁場寬度為L．一個邊長為a的正方形導線框（L>2a）從磁場上方下落，運動過程中上下兩邊始終與磁場邊界平行．線框進入磁場過程中感應電流i隨時間t變化的圖象如右圖所示，則線框從磁場中穿出過程中線框中感應電流i隨時間t變化的圖象可能是以下的哪一個（）A．B．C．D．5．有一變化的勻強磁場與圖甲所示的圓形線圈平面垂直。規定磁場方向向里為正方向，從經流向為電流的正方向。已知中的感應電流隨時間變化的圖象如圖乙，則磁場的變化規律可能與下圖中一致的是（）A．B．C．D．6．如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形團合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論不正確的是（）A．感應電流方向不變B．CD段直線始終不受安培力C．感應電動勢最大值D．感應電動勢平均值7．在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為，線圈電阻為1Ω。規定線圈中感應電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖甲所示，磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．在時間0~5s內，I的最大值為B．在第4s時刻，I的方向為順時針C．前2s內，通過線圈某截面的總電荷量為D．第3s內，線圈的發熱功率最大8．如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應強度大小為，使該線框從靜止開始繞過圓心O，垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產生感應電流。現使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為（）A． B． C． D．9．粗細均勻的電阻絲圍成圖所示的線框，置于正方形有界勻強磁場中，磁感應強度為B，方向垂直線框平面向里，圖中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.現使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個不同方向平動進入磁場，并且速度方向始終與線框先進入磁場的那條邊垂直，則在通過如圖所示位置時，下列說法中正確的是（）A．a、b兩點間的電勢差圖①中最大B．a、b兩點間的電勢差圖②中最大C．回路電流圖③中最大D．回路電流圖④中最小10．空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環固定在紙面內，圓心O在MN上。時磁感應強度的方向如圖（a）所示：磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖（b）所示，則在到的時間間隔內（）A．圓環所受安培力的方向始終不變B．圓環中的感應電流先沿逆時針方向，再沿順時針方向C．圓環中的感應電動勢大小為D．圓環中的感應電流大小為二、多選題11．兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應強度方向與紙面垂直。邊長為，總電阻為Ω的正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行，如圖甲所示，已知導線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于時刻進入磁場。線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是（）A．磁感應強度的方向垂直于紙面向里B．導線框運動的速度的大小為1m/sC．磁感應強度的大小為D．在至這段時間內，導線框所受的安培力大小為12．如圖所示，兩光滑平行金屬導軌間距為，直導線垂直跨在導軌上，且與導軌接觸良好，整個裝置處于垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B。電容器的電容為C，除電阻R外，導軌和導線的電阻均不計。現給導線一初速度，使導線MN向右運動，當電路穩定后，MN以速度向右做勻速運動時（）A．電容器兩端的電壓為B．電阻兩端的電壓為C．電容器所帶電荷量為D．為保持勻速運動，需對其施加的拉力大小為13．如圖甲所示，半徑為r=1m的電線圈處在勻強磁場中，磁場與線圈平面垂直，線圈的電阻R=10Ω，磁場磁感應強度隨時間變化的規律如圖乙所示，以垂直線圈平面向里為磁場的正方向，則下列說法正確的是（）A．0~1s內線圈中產生的電流沿逆時針方向，大小為AB．0~2s內感應電流的平均功率約為4.9WC．2~3s內感應電流的方向與3~4s內感應電流方向相反D．4~5s內通過線圈截面的電荷量為C14．如圖所示是圓盤發電機的示意圖，銅盤安裝在水平的銅軸上，它的盤面恰好與勻強磁場垂直，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉動。則（）A．由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應電流B．回路中感應電流大小不變，為C．回路中感應電流方向不變，為C→D→R→CD．回路中有周期性變化的感應電流15．如圖所示，abcd為用粗細均勻的同種材料制成的金屬線框，其中ab的長度只有bc長度的一半。現將線框放在水平光滑絕緣的桌面上，在外力F的作用下讓線框以速度勻速穿過右邊兩個磁感應強度大小相等、方向相反的磁場區域。若以圖示位置開始計時，規定逆時針電流方向為正，磁感線向下穿過線框時的磁通量為正。則下列關于回路電流i、外力F大小、cb間的電勢差Ucb及穿過線框的磁通量隨時間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．三、填空題16．如圖所示，粗細均勻的、電阻為r的金屬圓環，放在圖示的勻強磁場中，磁感應強度為B，圓環直徑為L；長為L、電阻為的金屬棒ab放在圓環上，以v0向左運動，當ab棒運動到圖示虛線位置時，金屬棒兩端的電勢差為_____。17．如圖所示，質量為m、電阻為R、邊長為l的正方形閉合單匝導線框，從距離有水平邊界的勻強磁場上方某一高度h處由靜止開始自由下落，磁感應強度為B，線框下落過程中其底邊始終保持水平，線框平面保持與磁場方向垂直.為使該線框在進入磁場過程中做勻速運動，則它開始下落的高度______.在線框全部進入磁場的過程中，通過導線截面的電荷量________.18．兩條平行且足夠長的金屬導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中，B的方向垂直導軌平面。兩導軌間距為L，左端接一電阻R，其余電阻不計。長為2L的導體棒ab如圖所示放置，開始時ab棒不導軌垂直，在ab棒繞a點緊貼導軌以角速度順時針旋轉90°的過程中，通過電阻R的電流方向為_________（填“由上到下”或者“由下到上”）；電動勢的最大值為_________；通過電阻R的電荷量是_________。四、解答題19．如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度，一端連接的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度。把電阻的導體棒放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。導軌的電阻可忽略不計。在平行于導軌的拉力作用下，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度。求：(1)感應電流和導體棒兩端的電壓；(2)拉力的功率；(3)電路中產生的熱功率。20．如圖所示，固定在勻強磁場中的水平導軌ab、cd的間距L1＝0．5m，金屬棒ad與導軌左端bc的距離為L2＝0．8m，整個閉合回路的電阻為R＝0．2Ω，磁感應強度為B0＝1T的勻強磁場豎直向下穿過整個回路．ad桿通過滑輪和輕繩連接著一個質量為m＝0．04kg的物體，不計一切摩擦，現使磁場以＝0．2T/s的變化率均勻地增大．求：(1)金屬棒上電流的方向．(2)感應電動勢的大小．(3)物體剛好離開地面的時間(g＝10m/s2)．21．如圖所示，半徑為R的圓形導軌處在垂直于圓平面的勻強磁場中磁場的磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里．一根長度略大于導軌直徑的導體棒MN以速率v在圓導軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻阻值為r，其余電阻不計。導體棒與圓形導軌接觸良好。求(1)在滑動過程中通過電阻r上的電流的平均值；(2)MN從左端到右端的整個過程中，通過r上的電荷量；(3)當MN通過圓導軌中心時，通過r上的電流是多少？參考答案一、單項選擇題12345678910CDCBABCCAD二、多項選擇題1112131415BCDACADBCBC三、填空題16．17．18．由上到下四、解答題19．(1)1A；1V；(2)2W；(3)2W【解析】(1)導體棒切割磁感，產生的感應電動勢為閉合回路產生的感應電流為導體棒兩端的電壓(2)由于導體棒沿導軌向右勻速運動，有拉力F的功率(3)電路中產生的熱功率20．（1）電流由a到d（2）（3）5s【解析】(1)由楞次定律可以判斷，金屬棒上的電流由a到d．(2)由法拉第電磁感