第二章 电磁感应 单元过关测试（Word版含答案）

第二章 电磁感应 单元过关测试
一、单选题
1．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）半径为2R的圆形磁场的磁感应强度为B，半径为R的单匝圆形线圈电阻为r，两圆同平面。线圈以速度v沿两圆心连线匀速穿过磁场区域，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．线圈进入磁场过程中，线圈里先有逆时针方向电流后有顺时针方向电流
B．线圈穿过磁场过程中通过线圈的磁通量变化率的最大值为2BRv
C．线圈位移为R时，线圈中有最大感应电流im=
D．线圈进入磁场到位移为R的过程中，感应电动势均匀增加
2．（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
3．（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
4．（2022·浙江·宁波市奉化区教师进修学校高二期末）如图所示，有一闭合的金属线框abcd，放置在垂直于纸面的匀强磁场中，匀强磁场方向与线框平面垂直。在仅有线框移动的情况下，发现ab边受到竖直向上的安培力，则此时线框处于以下哪种运动（　　）
A．水平向左平移
B．水平向右平移
C．沿磁场边界向上平移
D．沿磁场边界向下平移
5．（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
6．（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
7．（2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，闭合金属环固定在水平桌面上，MN为其直径。MN右侧分布着垂直桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。已知金属环电阻为1.0Ω，直径MN长20cm，则t=3s时（　　）
A．N点电势低于M点电势
B．M、N两点间电压为5π×10-4V
C．环所受安培力大小为5π×10-5N
D．环所受安培力大小为5π2×10-5N
8．（2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，固定的光滑平行导轨（电阻不计）与水平面的夹角为，导轨足够长且间距L=0.5m，底端接有阻值为R=4Ω的电阻，整个装置处于垂直于导轨斜向上的匀强磁场中，一质量m=1kg、电阻r=1Ω、长度也为L的导体棒MN在沿导轨向上的拉力F作用下由静止开始运动，导轨足够长，拉力F与导体棒速率倒数的关系如图乙所示。已知g取10m/s2，则（　　）
A．v=5m/s时拉力大小为7N
B．v=5m/s时拉力的功率为140W
C．匀强磁场的磁感应强度的大小为2T
D．当导体棒的加速度a=8m/s2时，导体棒受到的安培力的大小为2N
9．（2022·全国·高三专题练习）一个闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现用外力F把框架水平匀速向右拉出磁场，如图所示，设正三角形金属框架开始出磁场的时刻t＝0，则电动势E、外力F和外力的功率P随时间t的变化图像正确的是（　　）
A．B．C．D．
10．（2022·全国·高三专题练习）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后（　　）
A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度逐渐减小，最终为零
C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
11．（2022·江苏·泰州中学高二开学考试）在如图所示的电路中电源内阻不能忽略，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个滑动变阻器。闭合开关后，调整，使和发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为。然后，断开。若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过的电流、流过的电流随时间变化的图像是（　　）
A．B．C．D．
二、填空题
12．（2021·内蒙古自治区第二地质中学高二阶段练习）如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电动势大小为_________V。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过ab的电流大小为_________A。
13．（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_______。
14．（2021·海南·琼中中学高二期中）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其电流方向为______（填：“顺时针”或“逆时针”）；
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，俯视线圈，其电流方向为______（填：“顺时针”或“逆时针”）。
三、解答题
15．（2021·山东省青岛第五十八中学高二期中）如图，两根足够长，电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中。磁场方向竖直向下，质量，长度、电阻的匀质金属杆垂直导轨放置。且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直金属杆水平拉力，使其由静止开始运动。拉力的功率保持不变。当金属杆速度时撤去拉力。求：
（1）撤去外力前，金属杆的速度为，其加速度大小？
（2）从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为多少？
（3）从撤去拉力到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为多少？
16．（2022·江西·九江一中高二开学考试）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，（重力加速度取g）
（1）求线框中产生的感应电动势大小；
（2）若此时线框加速度恰好为，方向向下，求线框下落的高度h所应满足的条件。
17．（2022·河南濮阳·高二期末）如图1所示，非线性元件H和定值电阻R串联后与击穿电压为Um、电容为C的电容器并联，通过单刀双掷开关接在竖直放置、间距为L的两平行光滑长直金属导轨上端。有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，磁感应强度大小为B。现有一质量为m的金属杆ab始终水平且与导轨保持良好接触。非线性电子元件H的U-I图像如图2所示，当流过H的电流大于或等于I0时，电压稳定为U0，且，。忽略回路中的电流对原磁场的影响，不计空气阻力，金属杆和导轨的电阻不计，重力加速度为g。
（1）单刀双掷开关接1时，由静止释放金属杆，求金属杆ab运动多长时间电容器被击穿；
（2）单刀双掷开关接2时，由静止释放金属杆，求金属杆ab的最大速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．A
5．A
6．A
7．C
8．C
9．A
10．C
11．B
12． 0.48 0.24
13． 低于 ⑤⑥⑧ ⑤⑧⑥ ⑥⑤⑧ ⑥⑧⑤ ⑧⑥⑤ ⑧⑤⑥
14． 逆时针 逆时针
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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