第二章 电磁感应及其应用 单元卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 电磁感应及其应用 单元卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 411.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-09 19:58:29 | ||
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文档简介
第二章 电磁感应及其应用 单元必刷卷
一、单选题
1．（2021·河北·深州长江中学高二期中）弹簧上端固定下端悬挂一个磁体，用手托起磁体一定高度后自由释放，使磁体上下振动后，发现经t秒钟就停下来。如果在磁体下端放上一个固定的闭合线圈，使磁体上下振动时能穿过它，则这样停下的时间为T秒，下述判断正确的是（ ）
A． B． C． D．上述答案都不对
2．（2021·全国·高二单元测试）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A．在t＝时最大 B．在t＝时改变方向
C．在t＝时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
3．（2021·浙江金华·一模）水力发电站和火力发电站一般都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A、B、C、D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A、B、C、D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中B、C线圈电流标示方向正确
B．图乙中A、D导线电流标示方向正确
C．图甲中A、C线圈电流标示方向正确
D．图乙中C、D导线电流标示方向正确
4．（2022·湖北·沙市中学高二期末）如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A．B．C． D．
5．（2022·全国·高二专题练习）一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
6．（2022·全国·高三专题练习）如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，线圈B中产生图示方向的感应电流
B．断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流
C．断开开关S时，主要是线圈A具有延时作用
D．断开开关S的瞬间，弹簧K立即将衔铁D拉起
7．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成闭合电路。电路所围区域内有方向垂直纸面向里的磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。则要使导体圆环受到向上的磁场力，电路所围区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像应该是图中的（ ）
A． B． C． D．
8．（2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（ ）
A．螺线管中产生的感应电动势为1.2V
B．闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电
C．闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10-2W
D．闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经R2的电荷量为1.8×10-2C
9．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（ ）
A．B．C． D．
10．（2022·全国·高二专题练习）如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
11．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m，长度均为l，电阻均为r，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法错误的是（ ）
A．任何一段时间内，导体棒b的动能增加量小于导体棒a的动能减少量
B．任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反
C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为
D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为m
二、填空题
12．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）如图所示，闭合线圈的质量可以忽略不计，将它从图示的位置匀速向右拉出磁场，第一次的速率为v1，所用的拉力为F1，通过导体截面的电量为q1；第二次的速率为v2，所用的拉力为F2，通过导体截面的电量为q2；若v1小于v2，则F1______F2，q1______q2。
13．（2022·福建·莆田一中高二期末）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计所有电阻和摩擦。
（1）电容器的上极板带电___________（填“正”或“负”）
（2）微粒的电荷量与质量之比为___________。
14．（2019·山西实验中学高二阶段练习）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1．线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取g=10m/s2）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为___________匝．
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率等于___________T/s．
三、解答题
15．（2021·江苏·泰兴市第一高级中学高二期中）轻质细线吊着一质量为，边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图（乙）所示，从t=0时刻开始经t0时间细线开始松弛，取。求：
（1）t=0时刻穿过线圈的磁通量；
（2）在前t0时间内线圈的感应电动势；
（3）求t0时刻的磁感应强度大小；
（4）某时刻剪短细线，线圈由静止下落到磁场刚全部进入线圈内时速度为1m/s，求这一过程中线圈中产生的热量。
16．（2022·湖北·武汉市常青第一中学高二期末）如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，求：
（1）电阻R两端的电压；
（2）金属杆受到的安培力大小。
17．（2022·江西省宜春市第一中学高二期末）如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中（导轨其他部分无磁场），电阻R的阻值为2 Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1 m。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属杆刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势E；
（2）金属杆穿过匀强磁场的速度大小和克服安培力所做的功；
（3）金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．A
5．A
6．B
7．A
8．C
9．C
10．B
11．D
12． 小于 等于
13． 负
14． 25 0.1
15．（1）；（2）；（3）；（4 ）
16．（1）；（2）
17．（1）3 V；（2）2 m/s，0.25 J；（3）0.1 C
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·河北·深州长江中学高二期中）弹簧上端固定下端悬挂一个磁体，用手托起磁体一定高度后自由释放，使磁体上下振动后，发现经t秒钟就停下来。如果在磁体下端放上一个固定的闭合线圈，使磁体上下振动时能穿过它，则这样停下的时间为T秒，下述判断正确的是（ ）
A． B． C． D．上述答案都不对
2．（2021·全国·高二单元测试）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（ ）
A．在t＝时最大 B．在t＝时改变方向
C．在t＝时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
3．（2021·浙江金华·一模）水力发电站和火力发电站一般都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A、B、C、D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A、B、C、D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中B、C线圈电流标示方向正确
B．图乙中A、D导线电流标示方向正确
C．图甲中A、C线圈电流标示方向正确
D．图乙中C、D导线电流标示方向正确
4．（2022·湖北·沙市中学高二期末）如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A．B．C． D．
5．（2022·全国·高二专题练习）一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变
B．S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化
6．（2022·全国·高三专题练习）如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，线圈B中产生图示方向的感应电流
B．断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流
C．断开开关S时，主要是线圈A具有延时作用
D．断开开关S的瞬间，弹簧K立即将衔铁D拉起
7．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，竖直放置的螺线管与导线构成闭合电路。电路所围区域内有方向垂直纸面向里的磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环。则要使导体圆环受到向上的磁场力，电路所围区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像应该是图中的（ ）
A． B． C． D．
8．（2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（ ）
A．螺线管中产生的感应电动势为1.2V
B．闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电
C．闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10-2W
D．闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经R2的电荷量为1.8×10-2C
9．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（ ）
A．B．C． D．
10．（2022·全国·高二专题练习）如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
11．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m，长度均为l，电阻均为r，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法错误的是（ ）
A．任何一段时间内，导体棒b的动能增加量小于导体棒a的动能减少量
B．任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反
C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为
D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为m
二、填空题
12．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）如图所示，闭合线圈的质量可以忽略不计，将它从图示的位置匀速向右拉出磁场，第一次的速率为v1，所用的拉力为F1，通过导体截面的电量为q1；第二次的速率为v2，所用的拉力为F2，通过导体截面的电量为q2；若v1小于v2，则F1______F2，q1______q2。
13．（2022·福建·莆田一中高二期末）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计所有电阻和摩擦。
（1）电容器的上极板带电___________（填“正”或“负”）
（2）微粒的电荷量与质量之比为___________。
14．（2019·山西实验中学高二阶段练习）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1．线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取g=10m/s2）
（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为___________匝．
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率等于___________T/s．
三、解答题
15．（2021·江苏·泰兴市第一高级中学高二期中）轻质细线吊着一质量为，边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图（乙）所示，从t=0时刻开始经t0时间细线开始松弛，取。求：
（1）t=0时刻穿过线圈的磁通量；
（2）在前t0时间内线圈的感应电动势；
（3）求t0时刻的磁感应强度大小；
（4）某时刻剪短细线，线圈由静止下落到磁场刚全部进入线圈内时速度为1m/s，求这一过程中线圈中产生的热量。
16．（2022·湖北·武汉市常青第一中学高二期末）如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，求：
（1）电阻R两端的电压；
（2）金属杆受到的安培力大小。
17．（2022·江西省宜春市第一中学高二期末）如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中（导轨其他部分无磁场），电阻R的阻值为2 Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1 m。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属杆刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势E；
（2）金属杆穿过匀强磁场的速度大小和克服安培力所做的功；
（3）金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量。
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参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．A
5．A
6．B
7．A
8．C
9．C
10．B
11．D
12． 小于 等于
13． 负
14． 25 0.1
15．（1）；（2）；（3）；（4 ）
16．（1）；（2）
17．（1）3 V；（2）2 m/s，0.25 J；（3）0.1 C
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