高中同步测试卷法拉第电磁感应定律和楞次定律

高中同步测试卷(二)

第二单元 法拉第电磁感应定律和楞次定律

(时间：90分钟，满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)

1.如图所示，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E a 和E b ，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )

A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向

B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向

C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向

D ．

E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 2.如图所示，闭合开关S ，两次将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2 s ，第二次用时 0.4 s ，并且两次条形磁铁的起始和终止位置相同，则( )

A ．第二次线圈中的磁通量变化较快

B ．第一次电流表G 的最大偏转角较大

C ．第二次电流表G 的最大偏转角较大

D ．若断开S ，电流表G 均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势

3．长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i －t 图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是( )

A ．由顺时针方向变为逆时针方向

B ．由逆时针方向变为顺时针方向

C ．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向

D ．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向

4.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Δt 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( )

A.Ba 2

2Δt

B.nBa 22Δt

C.nBa 2Δt

D.2nBa 2Δt

5.如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a ，总电阻为R (指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为R

2的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为( )

A.Ba v 3

B.Ba v 6

C.2Ba v 3

D ．Ba v

6．如图所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点，那么，下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是( )

7．如图所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a ＝3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )

A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1

C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4

D ．a 、b 线圈中电功率之比为3∶1

二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)

8．如图所示的匀强磁场中，MN 、PQ 是两条平行的金属导轨，AB 、CD 分别为串有电流表、电压表的两根金属棒，且与金属导轨接触良好．当两金属棒以相同速度向右运动时，下列判断正确的是( )

A ．电流表示数为零，A 、

B 间有电势差，电压表示数为零 B ．电流表示数不为零，A 、B 间有电势差，电压表示数不为零

C ．电流表示数为零，A 、C 间无电势差，电压表示数为零

D ．电流表示数为零，A 、C 间有电势差，电压表示数不为零

10．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()

A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点

B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势

C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点

D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点

11.如图，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图，则下列说法正确的是()

A．0～1 s内线圈的磁通量不断增大B．第4 s末的感应电动势为0

C．0～1 s内与2～4 s内的感应电流相等D．0～1 s内感应电流方向为顺时针方向

三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)

13．(10分)如图所示，一个圆形线圈的匝数n＝1 000，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示．求：

(1)前4 s内的感应电动势；

(2)前5 s内的感应电动势．

14．(10分)如图所示，PN 与QM 两平行金属导轨相距l ＝1 m ，电阻不计，两端分别接有电阻R 1和R 2，且R 1＝6 Ω，ab 导体的电阻为R ＝2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B ＝1 T ．现ab 以恒定速度v ＝3 m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等，求：

(1)R 2的阻值；

(2)R 1与R 2消耗的电功率分别为多少？ (3)拉ab 杆的水平向右的外力F 为多大？

15．(10分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔB

Δt

＝k ，k 为负的

常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：

(1)导线中感应电流的大小；

(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率． 、

16.(12分)如图所示，足够长的U 型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L ，导轨间连有定值电阻R ，框架平面与水平面之间的夹角为θ，不计导体框架的电阻．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面向上，磁感应强度大小为B .导体棒ab 的质量为m ，电阻不计，垂直放在导轨上并由静止释放，重力加速度为g .求：

(1)导体棒ab 下滑的最大速度；

(2)导体棒ab 以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率．