第二章 电磁感应 单元综合过关测试卷 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 电磁感应 单元综合过关测试卷 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 685.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 20:51:12 | ||
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文档简介
第二章 电磁感应 单元综合过关测试卷
一、单选题
1．（2022·湖北·沙市中学高二期末）如图1、2为演示自感现象的电路图，灯泡A1和A2规格相同，L1和L2为线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，最终A1与A2的亮度相同；断开开关S2瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（ ）
A．图1中，变阻器R与L1的阻值相同
B．图1中，断开S1瞬间，灯A2将突然闪亮，随后A1和A2逐渐变暗
C．图2中，灯A3与L2的阻值相同
D．图2中，闭合S2待电路稳定后，灯A3中电流大于L2中电流
2．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为（ ）
A． B． C． D．Bav
3．（2022·浙江·天略外国语学校高三阶段练习）水平面内有两根平行金属导轨，导轨之间接有电阻R。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。如图所示，棒始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端的电压增大 B．回路中感应电流为顺时针方向
C．棒所受的静摩擦力保持不变 D．棒所受的静摩擦力逐渐增大
4．（2022·山东·及第中学模拟预测）如图所示，两条平行光滑金属导轨倾斜放置，导轨顶端连接一平行板电容器，导轨处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中。将金属棒由静止开始释放并计时，金属棒在向下运动的过程中始终保持与导轨垂直并良好接触，导轨足够长且不计所有电阻，假定电容器不会被击穿。则下列关于金属棒的位移x、速度v、加速度a、电容器的电荷量q与时间t的关系图像，描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·全国·高三专题练习）某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（ ）
A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
6．（2021·河北·邢台一中高二阶段练习）先后以3v和v的速度匀速把一矩形线圈拉出如图所示的匀强磁场区域，下列说法错误的是（ ）
A．两次线圈中的感应电动势之比为1：3
B．两次线圈中的感应电流之比为3：1
C．两次通过线圈同一截面的电荷量之比为1：1
D．两次线圈中产生的焦耳热之比为3：1
二、多选题
7．（2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习）如图甲所示，一长为L的导体棒，绕水平圆轨道的圆心O匀速顺时针转动，角速度为，电阻为r，在圆轨道空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．半径小于的区域内磁场竖直向上，半径大于的区域磁场竖直向下，俯视如图乙所示，导线一端Q与圆心O相连，另一端P与圆轨道连接给电阻R供电，其余电阻不计，则（ ）
A．电路中的电动势为
B．电阻R中的电流方向向上
C．电阻R中的电流大小为
D．导体棒的安培力做功的功率为0
8．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，abc和def为互相平行的“L”形金属导轨，bc、ef部分被固定在绝缘的水平面上，ab、de竖直放置。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于be且与水平面间的夹角为37°。垂直导轨放置的导体棒1由静止开始沿着竖直导轨下落，质量为m的导体棒2静止在水平导轨上；ab、de的间距、bc、ef的间距、两导体棒的长度均为d，导轨的竖直部分光滑，水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数μ = 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，回路的总电阻恒为R，若导体棒1下落高度h时达到最大速度，导体棒2恰好要滑动，重力加速度为g，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒1的质量为2.5m B．导体棒1的最大速度大小为
C．该过程通过导体棒的电荷量为 D．该过程经历的时间为
9．（2021·河南·模拟预测）如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的质量分别为2m和m。二者的边长均为L、电阻均为R。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框b的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边到匀强磁场上边界的距离为L。现将线框a由静止释放，当线框b全部进入磁场时恰好开始做匀速直线运动。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．a匀速下降的距离为3L
B．b匀速运动的速度为
C．a经过磁场过程中产生的热量为3mgL
D．b进入磁场与a进入磁场过程中通过两线框导线横截面的电荷量相等
10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒b稳定时的速度大小为v0
B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为
C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为
D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为mv02
11．（2022·全国·高三专题练习）边长为L的单匝正方形导线框abcd放在绝缘的光滑水平桌面上，其右端相距s处有边界PQ，在PQ左侧存在垂直于线框面向下的匀强磁场。现用水平向右的恒力F使线框由静止向右运动，且线框运动过程中ad边始终与PQ保持垂直，线框全部离开磁场前已做匀速直线运动，已知磁感应强度大小为B，线框质量为m，电阻为R，边长为L。下列说法正确的是（ ）
A．cd边离开磁场时线圈中的感应电动势大小为
B．cd边离开磁场时线框的加速度大小为
C．线框全部离开磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为
D．线框全部离开磁场过程中，线框中产生的热量为
三、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，先后以速度v1和v2（v1＝2v2），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）线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________；
（2）线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________。
13．（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___________。
14．（2020·北京·人大附中高二期末）有界匀强磁场磁感应强度B=0.2T，宽度L2=3m，一正方形均匀金属框边长L1=1m，以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，金属框平面始终保持和磁感线方向垂直，如图所示。画出金属框穿过磁场的过程中bc两端电压的Ubc-t图线（从cd边进入磁场开始计时）_________________。
四、解答题
15．（2021·安徽省定远县第三中学高二阶段练习）如图所示，足够长的平行金属导轨、间距，。导轨平面与水平面间的夹角，间连接有一个的电阻。范围足够宽的匀强磁场垂直于导轨平面分布，磁感应强度为。将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至处时刚好达到稳定速度，此时金属棒下滑距离为，以后金属棒匀速下滑。取，，。求：
（1）当金属棒滑行至处时回路中的电流多大？
（2）金属棒达到的稳定速度是多大？
（3）金属棒从开始到滑行至处时，回路中产生的焦耳热是多少？
16．（2022·山西长治·高二阶段练习）如图甲所示，在光滑绝缘水平面内有一单匝长方形金属线框，cd边长L=0.25m，线框的质量m=0.4kg、电阻R=0.2Ω，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧存在区域足够大的磁场，磁场方向竖直向下。线框在水平向右的外力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，cd边到达磁场左边界时（记t=0）的速度大小v0=0.5m/s，外力F随时间t变化的图像如图乙所示。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）整个过程中通过线框某截面的电荷量q。
17．（2022·四川·成都外国语学校高二开学考试）如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为m，导轨左端连接一个Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。
（1）若施加的水平外力恒为N，则金属棒达到的稳定速度是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为W，则金属棒达到的稳定速度是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．D
5．D
6．A
7．AC
8．BD
9．ABD
10．BD
11．BCD
12． 2:1 2:1
13． 做加速度减小的减速运动
14．【解析】线框进入磁场过程中，线框中感应电流沿逆时针方向（为正方向），b点的电势高于c点的电势，线框在进入和穿出磁场的过程产生的感应电动势大小相等，为
bc两端电压为
进入与穿出磁场的时间为
线框完全在磁场中运动的时间为
线框完全在磁场中时，穿过线框的磁通量不变，感应电流为零，bc两端的电压为零。
线框穿出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，bc两端电压为
bc两端电压的Ubc-t图线为
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）。
17．（1）4m/s；（2）3m/s
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·湖北·沙市中学高二期末）如图1、2为演示自感现象的电路图，灯泡A1和A2规格相同，L1和L2为线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，最终A1与A2的亮度相同；断开开关S2瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（ ）
A．图1中，变阻器R与L1的阻值相同
B．图1中，断开S1瞬间，灯A2将突然闪亮，随后A1和A2逐渐变暗
C．图2中，灯A3与L2的阻值相同
D．图2中，闭合S2待电路稳定后，灯A3中电流大于L2中电流
2．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为（ ）
A． B． C． D．Bav
3．（2022·浙江·天略外国语学校高三阶段练习）水平面内有两根平行金属导轨，导轨之间接有电阻R。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。如图所示，棒始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端的电压增大 B．回路中感应电流为顺时针方向
C．棒所受的静摩擦力保持不变 D．棒所受的静摩擦力逐渐增大
4．（2022·山东·及第中学模拟预测）如图所示，两条平行光滑金属导轨倾斜放置，导轨顶端连接一平行板电容器，导轨处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中。将金属棒由静止开始释放并计时，金属棒在向下运动的过程中始终保持与导轨垂直并良好接触，导轨足够长且不计所有电阻，假定电容器不会被击穿。则下列关于金属棒的位移x、速度v、加速度a、电容器的电荷量q与时间t的关系图像，描述正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·全国·高三专题练习）某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（ ）
A．从下往上看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B．从下往上看，金属线圈B中的感应电流沿顺时针方向
C．金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用
D．金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
6．（2021·河北·邢台一中高二阶段练习）先后以3v和v的速度匀速把一矩形线圈拉出如图所示的匀强磁场区域，下列说法错误的是（ ）
A．两次线圈中的感应电动势之比为1：3
B．两次线圈中的感应电流之比为3：1
C．两次通过线圈同一截面的电荷量之比为1：1
D．两次线圈中产生的焦耳热之比为3：1
二、多选题
7．（2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习）如图甲所示，一长为L的导体棒，绕水平圆轨道的圆心O匀速顺时针转动，角速度为，电阻为r，在圆轨道空间存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B．半径小于的区域内磁场竖直向上，半径大于的区域磁场竖直向下，俯视如图乙所示，导线一端Q与圆心O相连，另一端P与圆轨道连接给电阻R供电，其余电阻不计，则（ ）
A．电路中的电动势为
B．电阻R中的电流方向向上
C．电阻R中的电流大小为
D．导体棒的安培力做功的功率为0
8．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，abc和def为互相平行的“L”形金属导轨，bc、ef部分被固定在绝缘的水平面上，ab、de竖直放置。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于be且与水平面间的夹角为37°。垂直导轨放置的导体棒1由静止开始沿着竖直导轨下落，质量为m的导体棒2静止在水平导轨上；ab、de的间距、bc、ef的间距、两导体棒的长度均为d，导轨的竖直部分光滑，水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数μ = 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，回路的总电阻恒为R，若导体棒1下落高度h时达到最大速度，导体棒2恰好要滑动，重力加速度为g，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒1的质量为2.5m B．导体棒1的最大速度大小为
C．该过程通过导体棒的电荷量为 D．该过程经历的时间为
9．（2021·河南·模拟预测）如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的质量分别为2m和m。二者的边长均为L、电阻均为R。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框b的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边到匀强磁场上边界的距离为L。现将线框a由静止释放，当线框b全部进入磁场时恰好开始做匀速直线运动。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．a匀速下降的距离为3L
B．b匀速运动的速度为
C．a经过磁场过程中产生的热量为3mgL
D．b进入磁场与a进入磁场过程中通过两线框导线横截面的电荷量相等
10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒b稳定时的速度大小为v0
B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为
C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为
D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为mv02
11．（2022·全国·高三专题练习）边长为L的单匝正方形导线框abcd放在绝缘的光滑水平桌面上，其右端相距s处有边界PQ，在PQ左侧存在垂直于线框面向下的匀强磁场。现用水平向右的恒力F使线框由静止向右运动，且线框运动过程中ad边始终与PQ保持垂直，线框全部离开磁场前已做匀速直线运动，已知磁感应强度大小为B，线框质量为m，电阻为R，边长为L。下列说法正确的是（ ）
A．cd边离开磁场时线圈中的感应电动势大小为
B．cd边离开磁场时线框的加速度大小为
C．线框全部离开磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为
D．线框全部离开磁场过程中，线框中产生的热量为
三、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，先后以速度v1和v2（v1＝2v2），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）线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________；
（2）线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________。
13．（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___________。
14．（2020·北京·人大附中高二期末）有界匀强磁场磁感应强度B=0.2T，宽度L2=3m，一正方形均匀金属框边长L1=1m，以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，金属框平面始终保持和磁感线方向垂直，如图所示。画出金属框穿过磁场的过程中bc两端电压的Ubc-t图线（从cd边进入磁场开始计时）_________________。
四、解答题
15．（2021·安徽省定远县第三中学高二阶段练习）如图所示，足够长的平行金属导轨、间距，。导轨平面与水平面间的夹角，间连接有一个的电阻。范围足够宽的匀强磁场垂直于导轨平面分布，磁感应强度为。将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至处时刚好达到稳定速度，此时金属棒下滑距离为，以后金属棒匀速下滑。取，，。求：
（1）当金属棒滑行至处时回路中的电流多大？
（2）金属棒达到的稳定速度是多大？
（3）金属棒从开始到滑行至处时，回路中产生的焦耳热是多少？
16．（2022·山西长治·高二阶段练习）如图甲所示，在光滑绝缘水平面内有一单匝长方形金属线框，cd边长L=0.25m，线框的质量m=0.4kg、电阻R=0.2Ω，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧存在区域足够大的磁场，磁场方向竖直向下。线框在水平向右的外力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，cd边到达磁场左边界时（记t=0）的速度大小v0=0.5m/s，外力F随时间t变化的图像如图乙所示。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）整个过程中通过线框某截面的电荷量q。
17．（2022·四川·成都外国语学校高二开学考试）如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为m，导轨左端连接一个Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。
（1）若施加的水平外力恒为N，则金属棒达到的稳定速度是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为W，则金属棒达到的稳定速度是多少？
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参考答案：
1．A
2．A
3．D
4．D
5．D
6．A
7．AC
8．BD
9．ABD
10．BD
11．BCD
12． 2:1 2:1
13． 做加速度减小的减速运动
14．【解析】线框进入磁场过程中，线框中感应电流沿逆时针方向（为正方向），b点的电势高于c点的电势，线框在进入和穿出磁场的过程产生的感应电动势大小相等，为
bc两端电压为
进入与穿出磁场的时间为
线框完全在磁场中运动的时间为
线框完全在磁场中时，穿过线框的磁通量不变，感应电流为零，bc两端的电压为零。
线框穿出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，bc两端电压为
bc两端电压的Ubc-t图线为
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）。
17．（1）4m/s；（2）3m/s
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