第二章 电磁感应 单元检测（word版含答案）

电磁感应 单元检测 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针
B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈
2．如图，足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向如图所示。一根质量，阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属棒b的阻值。导轨电阻不计，则（　　）
A．金属棒a最终停在距磁场左边界处
B．金属棒a穿过磁场时回路中金属棒a上产生的焦耳热为
C．金属棒a穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为
D．金属棒a穿过磁场时做匀减速直线运动
3．如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接定值电阻R。金属杆ab在导轨上以速度v0水平向左匀速运动，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。该磁场区域也以速度v0匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（　　）
A．0 B．Bdv0 C．2Bdv0 D．4Bdv0
4．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中将金属棒ab从某高处水平抛出，不计空气阻力，金属棒ab在运动过程中（　　）
A．感应电动势大小不变，且＞
B．感应电动势大小不变，且＜
C．由于速率不断增大所以感应电动势不断变大，且＞
D．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且＜
5．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（　　）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
6．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0- 时间内，直导线中电流向上，则在-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（　　）
A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左
B．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右
C．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右
D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左
7．一环形线圈固定在匀强磁场中，磁感线总是垂直线圈平面（即垂直于纸面），t = 0时刻磁场方向如图甲所示。磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。若环形线圈电阻恒定，绕线圈顺时针方向为感应电流i的正方向，则下图中能正确反映线圈中感应电流i随时间t的变化关系的是（ ）
B．
C．D．
8．如图所示，一质量为m的闭合圆形线圈放在电子测力计上，在其正上方固定一螺线管，当在ab间加如图所示的电流时（以电流从a端流入为正，忽略自感现象，即认为磁感应强度随电流增加成正比增加），则测力计的示数变化满足（ ）
A．0~2t0内示数大于mg，2t0~4t0内示数小于mg
B．0~2t0内示数小于mg，2t0~4t0内示数大于mg
C．0~t0和2t0~3t0内示数大于mg，t0~2t0和3t0~4t0内示数小于mg
D．0~t0和2t0~3t0内示数小于mg，t0~2t0和3t0~4t0内示数大于mg
二、多选题
9．如图所示，用电流传感器研究自感现象.电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值.t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象.下列图象中可能正确的是(　　)
B．
C．D．
10．如图所示，单匝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。则第二次与第一次（　　）
A．线圈中电动势之比为1︰1
B．线圈中电流之比为2︰1
C．通过线圈的电量之比为4︰1
D．线圈中产生的热量之比为2︰1
11．如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（　　）
A．在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B．在t1~t2时间内，L有收缩趋势
C．在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D．在t2~t3时间内，L有扩张趋势
12．如图所示，竖直平面（纸面）两水平线间存在宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一质量为m、边长也为d的正方形线圈从磁场上方某处自由落下，时刻线圈的下边进入磁场，时刻线圈的上边进入磁场，时刻线圈上边离开磁场。已知线圈平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且线圈上、下边始终与磁场边界平行，不计空气阻力，则线圈下落过程中的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
13．在用下图装置“研究闭合电路中感应电动势大小的影响因素”实验中，强磁铁固定在小车上，小车可用弹簧以不同的速度弹出，让强磁铁以不同速度穿过闭合线圈（线圈电阻可忽略不计），用光电计时器记录挡光片通过光电门的时间，用电压传感器记录线圈在这段时间内的平均感应电动势E，实验数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6
8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462
0.128 0.142 0.170 0.191 0.202 0.244
(1)实验中，每次挡光片通过光电门的时间内，线圈磁通量变化量______（选填“相等”或“不相等”）；
(2)从表中数据可得，时间越小，线圈产生的感应电动势E______（选填“越小”或“越大”）；
(3)要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作______图像；
A． B． C．
14．为探究感应电动势产生的条件，某实验小组设计了如图（a）的实验，通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况，用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上．某次实验中得到的B-t、E-t图象如图（b）所示．
(1)分析图（b）两组图象可知副线圈中产生恒定感应电动势的条件是___________
(2)感应电动势的大小与B的变化有关，为进一步确定两者之间的定量关系，可以根据图（b）的信息，做图象进行研究，则应做________
A．E-B图象 B．E-△B图象 C．E-图象 D．E-图象
(3)若(2)中所作图象为直线，其斜率为k，副线圈匝数为n，则副线圈面积为_______
四、解答题
15．下图是法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。使圆盘转动，电阻R中就有电流通过。
(1)说明圆盘发电机的原理。
(2)圆盘如图方向转动，请判断通过R的电流方向。
(3)如果圆盘的半径为r，匀速转动的周期为T，圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。请讨论这个发电机的电动势与上述物理量的关系。
16．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，请画出导体环中感应电流随时间变化的图像。
17．如图所示，电阻为0.1Ω的导体棒沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R为0.4Ω。线框放在磁感应强度B为0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度l为0.4m，运动的速度v为5。线框的电阻不计。
(1)电路中哪部分相当于电源？电动势多大？内阻多大？哪个位置相当于电源的正极？哪一部分相当于闭合电路中的外电路？
(2)棒向右运动时所受的安培力有多大？
(3)棒所受安培力的功率有多大？电阻R的发热功率有多大？电阻发热功率有多大？从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。
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，半径，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。
（1）a、b线圈中产生的感应电动势之比是多少？
（2）两线圈中感应电流之比是多少？
试卷第1页，共3页
试卷第10页，共1页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．A
5．C
6．C
7．B
8．C
9．AD
10．BD
11．AB
12．AB
13． 相等 越大 B
14． B随时间均匀变化 C
15．(1) 铜盘可以看成是由无数根半径为r的铜线组成，铜盘转动过程铜导线在磁场中做切割磁感线运动产生感应电动势，圆盘相当于电源对外供电。 (2) 由下到上；(3)
16．
17．(1)ab相当于电源，感应电动势为0.2V；内阻0.1Ω，a端相当于电源的正极；电阻R相当于闭合电路中的外电路；(2)0.016N；(3)0.08W；0.064W；0.016W。从能量守恒角度来讲，克服安培力做功等于转化成的电能，电流通过电阻产生焦耳热。
18．（1）；（2）