第2章 电磁感应及其应用 单元质量检测

第2章 电磁感应及其应用 单元质量检测
一、单选题
1．（2022·全国·高二专题练习）电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点O在水平面内转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图甲所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场，如图乙所示只在A、O之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场（圆形磁场的直径小于圆盘的半径），两图中磁场的磁感应强度大小均为B，且磁场区域固定。将图甲和图乙中的开关和闭合，经足够长时间后，两图中的圆盘转速均达到稳定。则（　　）
A．从上往下看，圆盘沿顺时针方向转动
B．刚闭合开关时，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快
C．将两图中的开关断开，图乙中的圆盘仍然匀速转动
D．将两图中的开关断开，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘减速得快
2．（2022·广东·高三专题练习）如图所示，绝缘水平面上有一固定的金属圆环，在其直径两侧加上垂直圆环的大小相等、方向相反的匀强磁场和。下列说法正确的是（　　）
A．仅增大，圆环的电流沿顺时针方向
B．仅增大，圆环的电流沿逆时针方向
C．同时以相同的变化率增大和时，圆环的电流沿逆时针方向
D．同时以相同的变化率减小和时，圆环的电流为零
3．（2022·广东·高三专题练习）如图甲所示，电阻不计、间距为l、足够长的光滑平行导轨固定在一绝缘水平面内，导轨左端连接阻值为R的定值电阻，金属杆ab垂直导轨放置，接入电路的电阻也为R，且始终与导轨接触良好，整个装置置于竖直向下的匀强磁场中。金属杆ab受到水平向右的拉力F作用沿导轨向右匀速运动，拉力F与杆的速度v的关系如图乙所示，图中、均为已知量。则该匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·全国·高二课时练习）很多人喜欢到健身房骑车锻炼。某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B＝0.5 T，圆盘半径l＝0.3 m，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R＝10 Ω的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压大小U＝0.6 V。则（　　）
A．车速越大，人骑得越轻松
B．电压表的正接线柱应与b相接
C．后轮匀速转动20 min产生的电能为426 J
D．该自行车后轮边缘的线速度大小为4 m/s
5．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，定值电阻阻值为R，足够长的竖直框架的电阻可忽略。ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑。整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经过一段时间后闭合S，则S闭合后（　　）
A．ef的加速度可能小于g
B．ef的加速度一定大于g
C．ef的最终速度随S闭合时刻的不同而不同
D．ef的机械能与回路内产生的电能之和一定增大
6．（2021·河南·南阳中学高三阶段练习）如图所示，光滑无电阻的金属框架MON竖直放置，水平方向的匀强磁场垂直MON平面，质量为m的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放，两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示位置滑动到处于水平位置的过程中，ab中感应电流的方向是（　　）
A．由a到b B．由b到a
C．先由a到b，再由b到a D．先由b到a，再由a到b
7．（2022·天津·南开中学高二期末）在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（　　）
A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光
B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗
C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光
D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗
8．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，方向竖直向下、大小为的匀强磁场中（磁场未画出），处于水平面上的形金属导轨和导体棒均是由单位长度电阻为的粗导线制作而成，形金属导轨两平行导轨间距离为，导体棒的质量为，沿平行导轨滑到图示位置时速度为，图示位置与金属导轨左端的距离为，导体棒在形金属导轨左端时的速度为，则流过导体棒横截面的电荷量为（　　）
A． B．
C． D．
9．（2022·江苏·模拟预测）如图，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的正方形导体框，现将导体框分别朝两个方向以、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（　　）
A．导体框中产生的感应电流方向相反
B．导体框边两端电势差之比为1∶3
C．导体框中产生的焦耳热之比为1∶3
D．通过导体框截面的电荷量之比为1∶3
10．（2021·江苏·盐城市伍佑中学高三开学考试）如图所示，磁场中有两个正方形导体环a、b，磁场方向与导体环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两正方形边长之比为2∶1，环中产生的感应电动势分别和，不考虑两环间的相互影响下列说法中正确的是（　　）
A．，感应电流均沿逆时针方向 B．，感应电流均沿顺时针方向
C．，感应电流均沿逆时针方向 D．，感应电流均沿顺时针方向
11．（2019·河南许昌·高二期末）如图所示，金属棒质量为，放在两根水平固定放置且相互平行的光滑金属导轨的最右端，且和导轨垂直，金属棒的长度刚好和导轨的宽度相同。导轨的左端连接一个已经充电的电容器，导轨的右端与一绝缘粗糙曲面平滑接触。整个导轨所在的平面处于方向竖直向上的匀强磁场中，重力加速度为。开关闭合瞬间，金属棒开始沿粗糙曲面向上运动。已知金属棒沿曲面向上滑动的最大高度为，在上滑过程中，金属棒和曲面之间由于摩擦而产生的热量为。则关于开关闭合后，安培力对金属棒所做的功是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．（2021·上海交大附中高二开学考试）法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，电刷A、中___________（选填“A”或“”）电刷电势较高，若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将____________（选填“变大”或“变小”）。
13．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P、Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，MN中的电流方向为________，MN向左运动时，MN中的电流方向为________（均选填“M→N”或“N→M”）。
14．（2021·甘肃·卓尼县柳林中学高二期中）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C线圈半径为0.5cm，1匝。则：
（1）在B减为0.4T的过程中，A中磁通量改变量为_________Wb，B中磁通量改变量为_________Wb；
（2）在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变量为_________Wb。（π取3.14，≈1.732）
三、解答题
15．（2022·重庆·西南大学附中高二期末）如图所示，电阻不计的两根光滑平行金属导轨由竖直平面的圆弧和水平的直轨道组成，两部分在a、b两处平滑连接，导轨间距为。水平导轨距地面高度为，水平部分含存在竖直向下的匀强磁场、磁感应强度为。金属棒静置于水平导轨上，金属棒从圆弧上距水平导轨高处静止释放，下滑至处进入水平导轨，最终两导体棒均落在水平地面上，两棒落地点间的水平距离。已知重力加速度为、两棒质量均为、长度均为，棒电阻、棒电阻，两棒没有发生相碰，在导轨上运动过程与其良好接触，不计空气阻力。求：
（1）金属棒滑到处时，受到安培力的大小；
（2）棒离开水平导轨时的速度大小；
（3）棒从静止到落地过程，该棒产生的焦耳热。
16．（2022·福建省福州第一中学高二期末）水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，两导轨间距为d，在导轨上有质量为m的导体杆。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现用一水平恒力F向右拉动导体杆由静止开始运动，杆与导轨之间的摩擦和空气阻力，以及导轨的电阻均可忽略不计。假设导轨长度足够长，磁场的范围也足够大，在整个运动过程中杆与导轨保持垂直且良好接触。若导体杆的电阻可忽略不计，在导轨之间接有一电容为C的不带电的电容器，如图所示，在电容器不会被击穿的情况下，导体杆在时间t内通过的位移s大小。
17．（2022·吉林·长春北师大附属学校高二期末）如图所示，A是一面积为S=0.4m2、匝数为n=100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间增加，变化率为0.5T/s，R1=4 ，R2=6 ，电容器电容C=30μF，线圈内阻不计。求：
（1）闭合后，通过R2的电流大小；
（2）S闭合一段时间后又断开，在断开后流过R2的电荷量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．B
5．A
6．A
7．D
8．B
9．B
10．A
11．C
12． B 变小
13． N→M M→N
14．
15．（1）0.5N；（2）4m/s；（3）1.92J
16．
17．（1）2A；（2）3.6×10-4C
答案第1页，共2页
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