北京万寿寺中学高中物理选修二第二章《电磁感应》(含解析)

一、选择题

1．法拉第发明了世界上第一台发电机―法拉第圆盘发电机，原理如图所示。铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴，边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路，其他电阻均不计。转动摇柄，使圆盘如图示方向匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，电阻的功率为P。则（ ）

A．圆盘转动的角速度为2PRBr，流过电阻R的电流方向为从c到d

B．圆盘转动的角速度为22PRBr，流过电阻R的电流方向为从d到c

C．圆盘转动的角速度为22PRBr，流过电阻R的电流方向为从c到d

D．圆盘转动的角速度为2PRBr，流过电阻R的电流方向为从d到c

2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是（ ）

A．O时刻线圈中感应电动势不为零

B．D时刻线圈中感应电动势为零

C．D时刻线圈中感应电动势最大

D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V

3．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）

A．无论圆盘怎样转动，流过电阻R的电流均为零

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

4．如图所示，单匝正方形线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。第二次进入磁场与第一次进入比较（ ）

A．回路的电流21:2:1II

B．外力的功率21:2:1PP

C．产生的热量21:4:1QQ

D．回路中流过的电量21:4:1qq

5．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )

A．小球速度变大

B．小球速度变小

C．小球速度不变

D．以上三种情况都有可能

6．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2，则在先后两种情况下（ ）

A．线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2

B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=4∶1

C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1

D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1 7．如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（ ）

A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向左

C．铜制圆线圈c被螺线管吸引 D．铜制圆线圈c有收缩的趋势

8．在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正．当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时，图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是（ ）

A． B．

C． D．

9．如图甲所示，螺线管匝数n＝2000匝、横截面积S＝25 cm2，螺线管导线电阻r＝0.25

Ω，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B1按如图乙所示的规律变化。质量为m的正方形金属框abcd置于竖直平面内，其边长为L＝0.2m，每边电阻均为R＝1Ω。线框的两顶点a、b通过细导线与螺线管相连。磁感应强度大小B2＝1T的匀强磁场方向垂直金属框abcd向里，闭合开关S，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，g取10m/s2，则（ ）

A．流过金属框ab边的电流为2A B．正方形金属框abcd的质量为0.04 kg

C．0～2s内，整个电路消耗的电能为4J D．ab边所受的安培力大小为cd边的13

10．轻质细线吊着一质量为m=0.42kg、边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈，其总电阻为r=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，整个过程线圈不翻转。g=10m/s2。则（ ）

A．线圈中产生的感应电流的方向是顺时针

B．感应电动势的大小为5V

C．线圈的电功率为25W D．在t=4s时轻质细线上的拉力1.2N

11．如图所示，将矩形线圈在M位置竖直上抛，穿过水平匀强磁场区域一直上升到位置P再落下。已知线框在下落过程中经过位置N时作减速运动，加速度大小为a下；上升过程中通过位置N时的加速度大小为a上，则一定有（ ）

A．g＜a上＜2g B．a上＞2g C．a下＜g D．a下＞g

12．半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止粒子，则以下说法正确的是( )

A．第2秒末粒子回到了原来位置 B．第2秒内上极板为正极

C．第3秒内上极板为负极

D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为20.2rd

13．如图所示，在匀强磁场中，水平放置两根平行的光滑金属导轨PQ、MN，其间距为L。金属导轨左端接有阻值为R的电阻。导体棒ab置于金属导轨上，在外力的作用下，以速度v向右匀速移动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导体棒AB电阻为r，导轨电阻忽略不计，则（

）

A．导体棒ab中电流的方向是b到a

B．导体棒ab两端的电势差rBLvRr

C．导体棒ab中所受外力大小为22BLvRr

D．外力做功的功率为223BLvRr

14．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，Oc为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，施加外力使Oc以角速度逆时针匀速转动，则（ ）

A．通过电阻R的电流方向由a经R到O

B．导体棒O端电势低于c端的电势

C．外力做功的功率为2244BrR

D．回路中的感应电流大小为0

15．如图为手机及无线充电板。如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（ ）

A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗

B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c点的电势高于d点的电势

C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压

D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

二、填空题

16．用DIS观察闭合线圈平面与地磁场的磁子午线所在平面____________时，转动线圈使穿过线圈的磁通量变化而产生的感应电流较大。

17．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数1500n匝，横截面积220cmS，螺线管导线电阻=1.0Ωr，1=4.0ΩR，2=5.0ΩR，=30μFC。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则螺线管中产生的感应电动势大小为________，闭合S，电路中的电流稳定后，全电路电流的方向为_________（填“顺时针”或“逆时针”），闭合S，电路中的电流稳定后，电阻1R的电功率为__________，闭合S，电路中的电流稳定后，电容器所带的电荷量为________。

18．如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，半2ABrr，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。A、B线圈中产生的感应电动势之比为_____ ，两线圈的感应电流之比为______。

19．阅读短文，回答问题：

磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家竣工验收。正线全长约30 km，设计最高运行时速430 km/h，单向运行时间7 min 20 s。 (1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是________极。

(2)如图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图．A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互________（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。

20．如图所示，正方形线框边长为a，电阻为4R，匀强磁场磁感应强度为B，宽度为b，线框以速度v匀速通过磁场区域.

（1）若ba，当线框第一根边进入磁场中时E______，I______，为维持其匀速运动所需外力F______，外力的功率P_______；当第二根边也进入磁场后线圈中感应电流I______，把线框拉过磁场过程中外力做的功W_______，把线框拉进磁场过程中，通过导体横截面的电荷量q_______，线框产生的热量为Q_________.

（2）若ab，把线框拉过磁场过程中，外力做功W_______.

21．如图所示，磁感应强度0.5TB的匀强磁场，方向垂直纸面向里，导电导轨MN、PQ间距50cml，光滑且电阻不计.左端接一电阻0.2R，导线CD电阻不计，以4m/sv速度向右匀速滑动时，回路中感应电动势大小是______V，感应电流大小是______A，方向______.这时使CD匀速运动所需的外力大小是______N.

22．右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指_______，并且与手掌处于________，让磁感线_______穿过手心，拇指指向导体______的方向，则其余四指的指向就是导体中感应电流的方向．

23．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为l，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域