第2章 电磁感应与现代生活 单元测试题（Word版含答案）

第2章 电磁感应与现代生活 单元测试题
一、单选题
1．（2021·云南师大附中高三阶段练习）如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源E和开关K，则下列说法正确的是（　　）
A．在K闭合的一瞬间，线圈c中有逆时针方向的瞬时电流，有收缩趋势
B．在K闭合的一-瞬间，线圈c中有逆时针方向的瞬时电流，有扩张趋势
C．在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时电流，有收缩趋势
D．在K闭合的一-瞬间，线圈a中有顺时针方向的瞬时电流，有扩张趋势
2．（2022·湖北·十堰市教育科学研究院高二期末）如图所示，正三角形导线框的边长为，在磁感应强度为的匀强磁场中，以平行于边的速度向右匀速运动，则电压表的示数为（　　）
A． B． C． D．0
3．（2022·广东·高三阶段练习）开口极小的金属环P、Q用不计电阻的导线相连组成闭合回路，金属环P内存在垂直圆环平面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为k，若使金属环Q中产生逆时针方向逐渐增大的感应电流，则（　　）
A．k>0且k值保持恒定 B．k>0且k值逐渐增大
C．k＜0且k值逐渐增大 D．k＜0且k逐渐减小
二、多选题
4．（2012·四川·成都外国语学校高二期末）如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可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，当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后（　　）
A．导体棒ef的加速度可能大于g
B．导体棒ef的加速度一定小于g
C．导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而变化
D．导体棒ef机械能与回路内产生的电能之和一定守恒
5．（2022·湖北·十堰市教育科学研究院高三期末）将一均匀导线围成一圆心角为的扇形导线框，其中，圆弧的圆心为点，将导线框的点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小均为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为。从时刻开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿方向的电流为正，则线框中的电流随时间变化的规律描绘不正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·云南师大附中高三阶段练习）如图所示，在MN右侧区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一高为a、总电阻为R的正三角形金属线框平行纸面向右匀速运动。在t=0时刻，线框底边恰好到达MN处；在t=T时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中（　　）
A．线框中的感应电流方向为逆时针方向
B．时刻，流过线框的电流大小为
C．若线框运动的速度越大，全过程线框产生的焦耳热越多
D．若线框运动的速度越大，全过程通过线框的电荷量越多
7．（2021·吉林·乾安县第七中学高二阶段练习）如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ间距L=1m，下端接有阻值R=2Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一质量m=0.2kg、阻值r=1Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=1kg的重物相连，左端细线沿NM方向。棒由静止释放后，沿NM方向位移x与时间t之间的关系如图乙所示，其中ab为直线。已知棒在0~0.3s内通过的电荷量是0.3~0.4s内通过电荷量的2倍，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．图乙中a点的纵坐标是0.6m
B．棒在0~0.3s内通过的电荷量是0.18C
C．磁感应强度B=9T
D．电阻R在0~0.4s内产生的热量Q=1.8J
8．（2022·辽宁·大连市一0三中学高三开学考试）如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、OP间存在垂直水平面的匀强磁场，时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量、电阻，则（　　）
A．磁场宽度为3m
B．匀强磁场的磁感应强度为T
C．线框穿过OP的过程中产生的焦耳热等于4J
D．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为
9．（2021·重庆市暨华中学校高二期末）如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度B的图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　）
A．通过电阻R的电流方向是从C到A
B．感应电动势的大小为
C．电阻R两端的电压为
D．感应电流的大小为
10．（2021·湖南岳阳·一模）如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（　　）
A．刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B．导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C．导体棒产生的焦耳热为
D．通过导体棒的电荷量为
11．（2022·山东青岛·高二期末）如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框相连，导线框内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（　　）
A．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
D．在时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
三、填空题
12．（2021·安徽·定远二中高二阶段练习）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈的水平边长，竖直边长，匝数为匝。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。线圈的总电阻。如图所示，保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域宽度。当磁感应强度B以随时间均匀减小时，天平平衡，当磁感应强度B以随时间均匀增大时，需要在挂盘中放质量为的砝码，天平才能重新平衡，则___________。取。
13．（2021·福建·莆田第二十四中学高二期末）如图所示，导体杆在作用于中点且垂直于的力作用下，绕过圆心O且垂直纸面的轴，沿半径为r的光滑半圆形框架，在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则两点中电势较高的点为________（选填O或P点），两端电压大小______________，外力的功率__________。
14．（2021·福建·泉州科技中学高二阶段练习）如图所示，粗细均匀、总电阻2Ω的金属环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为0.5T，圆环直径为20cm。长为20cm、电阻为0.1Ω的金属棒放在圆环上，以v=3m/s的速度匀速向左运动，当ab棒运动到图示位置（正中间）时，通过的电流为___________A，ab棒两端的电压为___________V。
四、解答题
15．（2021·天津市南开区南大奥宇培训学校高三阶段练习）现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。电子感应加速器的圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，如图所示，设法把高能电子引入其中，能使其进一步加速。若电子在半径为r = 0.84m圆轨道上，经4.2×10-3s时间获得的能量为E=120MeV，假设这期间电磁铁线圈中的电流增大使电子轨道内的磁场是线性变化的，磁通量从零增加到1.8Wb，求：
（1）这期间环形真空室内将产生多大的感应电动势？
（2）这期间电子在真空室中大约绕行了多少圈？ （ 保留两位有效数字）
（3）有人说，当电磁铁线圈中的电流减小，环形真空室内电子轨道内的磁场也会线性变化从而也能产生感应电动势使电子加速，所以电磁铁线圈中的电流减小也是可以的。你同意这个观点吗？请简述理由。
16．（2022·黑龙江实验中学高三阶段练习）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB、FG和直窄轨BC、GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段为竖直平面内的圆弧，半径相等，分别在B、G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，相邻段互相垂直，窄轨间距为L，宽轨间距为2L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度分别为B和2B。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为2L，质量分别为m和2m，其中b棒电阻为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：
（1）b棒刚到达C位置要进入宽轨道前a棒的速度v1；
（2）b棒刚到达C位置要进入宽轨道前b棒加速度ab的大小；
（3）b棒在BC段运动过程中，a棒和b棒的相对位移；
（4）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。（结果均可用分式表示）
17．（2022·安徽·淮北市教育科学研究所一模）如图所示，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为；时刻，流经a棒的电流为0，此时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b的质量分别为2m和m，电阻分别为R和2R。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，求：
（1）时刻a棒加速度大小；
（2）时间内，a棒产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．AD
5．ACD
6．AC
7．AD
8．BD
9．AD
10．BCD
11．BC
12．
13． P点
14． 0.5 0.25
15．（1）；（2） 圈
16．（1）；（2）；（3）；（4）
17．（1）；（2）
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