第2章 电磁感应及其应用 单元质量检测(Word版含答案)

第2章 电磁感应及其应用 单元质量检测
一、单选题
1．（河南省濮阳市2021-2022学年高二（上）期末学业质量监测物理试题）如图所示，和分别是线圈的两个端点，是线圈的中心抽头，和分别与平行金属导轨连接，导轨平面垂直于匀强磁场。导轨上的金属杆贴着导轨向左加速切割磁感线时，设、、三点的电势各为、、，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
2．（2022·广东·模拟预测）转笔（PenSpinning）是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是（　　）
A．笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越大
B．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的
C．若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走
D．若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差
3．（河南省新乡市2021-2022学年高二（上）期末物理试题）如图所示，一个闭合梯形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且距离很近（但不重叠）的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。不计空气阻力，线框从实线位置由静止释放至运动到下方虚线位置的过程中（　　）
A．穿过线框的磁通量先增大后减小 B．线框中感应电流的方向先逆时针后顺时针
C．线框受到的安培力方向先竖直向上后竖直向下 D．线框运动的加速度一直不超过重力加速度
4．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示， 。下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时，导体环中电流为零
B．第2s内，导体环中电流为负方向
C．第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D．第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C
5．（2022·河南洛阳·高二期末）如图所示，水平放置一个有铁芯的螺线管，与电源、开关以及滑动变阻器连接成电路，在螺线管的左端悬挂着一个轻小的闭合导电圆环，圆面与螺线管的轴线垂直保持开关S闭合，下列说法中正确的是（　　）
A．滑动触头位置不动，从左向右看，小环中有顺时针方向的感应电流
B．滑动触头位置不动，从左向右看，小环中有逆时针方向的感应电流
C．滑动变阻器的滑动触头向b端滑动的过程中，小环向右摆动
D．滑动变阻器的滑动触头向b端滑动的过程中，小环向左摆动
6．（2021·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（　　）
A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．E1C．E1D．E2＝E3，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
7．（2021·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）如图所示，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框电阻为R，ad边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab、ad边长分别用L1、L2表示。若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为Δt，则通过线框导线横截面的电荷量是（　　）
A． B．
C． D．BL1L2
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，使该线框从静止开始绕过圆心O且垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置不变，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（　　）
A． B． C． D．
9．（2022·湖北武汉·高三阶段练习）如图所示，水平面（纸面）内固定有光滑金属导轨ACD和OE，CD和OE平行且足够长，AC是以O为圆心的圆弧导轨，扇形OAC内有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆OP的P端与圆弧AC接触良好，金属杆MN处在垂直纸面向外的匀强磁场中，且与平行导轨接触良好。初始时杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕O点从C到A匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中（　　）
A．杆MN的加速度逐渐减小 B．杆MN中的电流逐渐增大
C．杆MN受到的安培力逐渐增大 D．杆MN产生的感应电动势不变
10．（2022·山西长治·高二阶段练习）如图所示，a、b是同一导线制成的粗细均匀的闭合导线环，两导线环的半径之比为4:5，其中仅在a环所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。当该磁场均匀变化时，a、b两环内的感应电流之比为（　　）
A．1：1 B．4：5 C．5：4 D．16：25
11．（2022·安徽·合肥市第八中学高二开学考试）如图所示，光滑水平面上一有限范围的的匀强磁场，宽度为，若将一个电阻为0.4Ω，边长的正方形均匀导线框在外力作用下以速度匀速通过磁场区域，则下列说法错的是（　　）
A．导线框中无感应电流的时间为3 s
B．线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为
C．线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为
D．若无外力作用，线框穿过磁场后速度为v，则线框在磁场中匀速运动的速度为
12．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，电阻为R的长方形闭合金属线圈abcd竖直放置，无限长直导线放置在线圈正上方，通有水平向右的恒定电流，电流周围产生磁场，通过线圈中的磁通量为。现线圈绕水平轴线'以角速度为匀速转动，自初始位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．感应电流方向为dcbad B．初始位置的感应电动势最大
C．线圈的平均感应电动势为 D．通过线圈横截面的电荷量为
二、填空题
13．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）如图所示，先后以速度和（），匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：
（1）线圈中产生的热量之比Q1：Q2＝________；
（2）拉力做功的功率之比P1：P2=_______。
14．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）一金属圆环用一绝缘细线悬挂于O点，下部有垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。现将环向右拉出磁场至A点，这时细线与竖直方向的夹角为，使环由静止开始下摆，下摆时金属圆环所在平面始终垂直于磁场，则
（1）环由A点摆至右侧最高点B的位置_______（填“高于”、“低于”或“等于”）A点的位置；
（2）若想求出环由A摆至右侧最高点B的过程中，环中产生的焦耳热，需要测量的物理量有___________（在以下几个选项中选出正确的，填序号），①磁感强度B②环的面积S③O点到环心的长度L④由A到B所用的时间t⑤AB两点的高度差h⑥当地的重力加速度g⑦环的电阻R⑧环的质量m，写出产生的焦耳热的表达式_______。
15．（2021·上海交大附中高二开学考试）如图，匀强磁场的磁感应强度大小为，磁场外一质量为、电阻为、边长为的正方形导线框位于光滑水平面上，其左、右两边与磁场边界平行。在水平向右的恒力作用下，线框由静止开始向磁场区域运动。若导线框在进入磁场的过程中保持匀速直线运动，则线框开始运动时其右端与磁场边界之间的距离为__________；若线框开始运动时其右端与磁场边界之间的距离大于，则线框前端进入磁场的过程中，线框所做的运动为___________。
16．（2022·北京·人大附中高二期末）小管同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路，螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路，螺线管B套在螺线管A的外面。
（1）为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有________。
A．断开与闭合开关时指针会偏向同一侧
B．闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器的滑片不移动，指针不偏转
C．滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．滑动变阻器的滑片向右加速移动和向右减速移动，都能使指针偏向同一侧
（2）图中，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最_______端（填“左”或“右”）；在未断开开关，也未把A、B两螺线管和铁芯分开放置的情况下，直接拆除某螺线管处导线，可能由于自感现象突然被电击一下，则被电击可能是在拆除____________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
三、解答题
17．（2022·安徽省六安中学高二期末）如图甲所示，水平放置的线圈匝数n＝100匝，电阻r＝2 Ω，线圈与阻值R＝6 Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个面积S=0.2m2的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。试求：
（1）通过电阻R的电流方向；
（2）前0.2s内线圈磁通量的变化量；
（3）电压表的示数。
18．（2022·北京·中央民族大学附属中学高三阶段练习）许多电磁现象可以用力的观点来分析，也可以用动量、能量等观点来分析和解释。如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。已知导体棒MN以初速度v0向右运动，求：
（1）当导体棒运动的速度为v0时，求其加速度a的大小；
（2）若金属导轨足够长，求导体棒速度由v0减到过程中，回路中产生的电热；
19．（2021·福建师大二附中高二期中）如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），下半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；
（2）5s内金属框产生的焦耳热；
（3）t=2s时绳子所受拉力大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．D
5．C
6．B
7．B
8．A
9．A
10．C
11．A
12．C
13．
14． 低于 ⑤⑥⑧ ⑤⑧⑥ ⑥⑤⑧ ⑥⑧⑤ ⑧⑥⑤ ⑧⑤⑥
15． 做加速度减小的减速运动
16． BD DB 左 A
17．（1）A到B（或逆时针）；（2）0.04Wb；（3）15V
18．（1）；（2）
19．（1）0.5A；（2）2.5J；（3）3N
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