第二章 电磁感应及其应用 章末复习与训练（word版含答案）

第2章 电磁感应及其应用 章末复习与训练
一、单选题
1．（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
2．（2021·浙江·效实中学高二期中）如图所示，放置在水平桌面上的光滑导轨、成“”型连接，在其空间内存在垂直于桌面向里的匀强磁场，导体棒在外力作用下沿方向以速度匀速向右运动。已知导体棒与导轨规格相同，不考虑接触电阻，以在O开始作为计时起点，则受到的安培力随时间变化关系，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2021·四川省绵阳江油中学高二期中）如图所示，导体杆OQ在作用于OQ中点且垂直于OQ的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于框架平面，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则（　　）
A．感应电动势的大小为 B．通过导体杆的电流为
C．外力的大小为 D．电阻R上消耗的功率为
4．（2020·甘肃·嘉峪关市第一中学高二期中）如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2。在先后两种情况下（　　）
A．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1
B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶1
C．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
二、多选题
5．（2022·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高二期中）学习物理除了知识的学习外，还要了解物理学家对物理规律的发现，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列叙述中正确的是（　　）
A．奥斯特首先发现通电电流的磁效应
B．安培首先提出了电场和电场线的概念
C．楞次在概括了大量实验事实的基础上，总结出一条判断感应电流方向的规律
D．法拉第总结出了感应电动势大小的计算公式，对人类的科技进步做出了不可磨灭的贡献
6．（2022·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高二期中）如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平．铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则（　　）
A．a17．（2022·全国·模拟预测）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中有两根光滑的平行导轨，间距为L，导轨两端分别接有电阻R1和R2，导体棒以某一初速度从ab位置向右运动距离x到达cd位置时，速度为v，产生的电动势为E，此过程中通过电阻R1、R2的电荷量分别为q1、q2。导体棒有电阻，导轨电阻不计。下列关系式中正确的是（　　）
A．E=BLv B．E=2BLv C． D．
8．（2021·辽宁朝阳·高三期末）空间存在一方向与纸面垂直大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线所示阻值为R、粗细均匀的金属丝做成边长为L的正方形金属框固定在纸面内，若边与平行，金属框处于磁场中的面积为磁场外面积的2倍。设磁场垂直纸面向里为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示。时间内，下列说法正确的是（　　）
A．金属框感应电流始终沿顺时针方向
B．金属框边所受安培力不变
C．金属框的感应电流不变
D．金属丝横截面通过的电量为
9．（2021·辽宁·高三开学考试）如图所示在空间直角坐标系O-xyz中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω逆时针（俯视）匀速转动时，线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列判断正确的是（　　）
A．当线框上的P点经过x轴时，OP两点间的电势差
B．当线框上的P点经过y轴时，P、Q两点电势差为
C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为量
D．线框在转动一圈的过程中电流方向改变一次
10．（2022·山东·高三专题练习）如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，间距为，两导轨的左端通过一单刀双掷开关可分别与电容为的电容器和阻值为的电阻连接，导轨的电阻忽略不计。导轨上放一质量为、电阻为的金属杆，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向下。现将单刀双掷开关与充满电的电容器接通，金属杆速度增加到后开始匀速运动，再将单刀双掷开关与电阻连接。在金属杆的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．开关与电容器连接后，金属杆做加速度增大的加速运动，直至速度达到
B．电容器最终的带电量为
C．开关与电阻连接后，金属杆做减速运动直至速度为0，此过程中速度随位移的增加而均匀减小
D．开关与电阻连接后，金属杆运动的位移大小为
11．（2022·广东·高三专题练习）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方存在方向相反的两个匀强磁场区域，虚线左侧磁场方向垂直纸面向外，虚线右侧磁场方向垂直纸面向里，磁场范围足够大，磁感应强度均为。一个竖直放置的长为、宽为、质量为、电阻为的单匝矩形金属线框，以初速度垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左、右两边磁场中的长度均为）时，线框的速度为，下列说法正确的是（　　）
A．当线框运动到虚线位置时，电流方向为逆时针
B．此过程中线框先匀速运动再匀减速运动
C．线框从实线位置到虚线位置，产生的热量为
D．线框从实线位置到虚线位置，通过线框某横截面的电量为
三、填空题
12．（2021·四川·威远中学校高二阶段练习）如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则Q1______Q2（选填>、=或<），q1______q2（选填>、=或<）。
13．（2021·广东·广州市天河中学高二阶段练习）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，CD段受安培力___________（填“向上”“向下”“向左”“向右”或“为零”），感应电动势最大值为___________，感应电动势平均值为___________。
14．（2021·福建福建·高二期中）如图所示，光滑绝缘水平面上，一正方形线圈以初速度进入一匀强磁场，磁场宽度大于线圈的宽度。当线圈完全离开磁场区域时，其速度大小变为，在进入磁场跟离开磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量之比为______，线圈产生的热量之比为______。
四、解答题
15．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字形的光滑金属框架CAD，已知，导体棒EF在框架上从A点开始（0时刻）在水平外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等边三角形回路，经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为r0，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求：
（1）t时刻穿过回路的磁通量；
（2）0~t时间内通过导体棒的电荷量q；
（3）0~t时间内水平外力所做的功W。
16．（2022·新疆·乌鲁木齐八一中学高二期末）如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距L＝0.50m，左端接一电阻R＝0.20Ω，磁感应强度B＝0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac（长为L）垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
（1）回路中感应电流的大小；
（2）维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。
17．（2022·上海·模拟预测）如图甲所示，两根足够长、间距L=1m、电阻不计的光滑平行导轨水平固定，在导轨的左侧接R=2Ω的定值电阻，质量m=1kg，电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直导轨水平放置，磁感应强度B=2T的有界匀强磁场垂直于导轨平面。现用水平恒力F=4N向右拉动金属杆，使其由静止开始运动。若金属杆初始时距离磁场边界s1=0.5m，进入磁场瞬间撤去外力。
（1）求金属杆进入磁场瞬间的速度大小v1，并判断此时a、b两点电势的高低：
（2）进入磁场后，金属杆的速度v随它在磁场中位移s2的变化规律满足：v=v1-ks2，k的大小为1.6，则当金属杆运动至s2=1m位置处的加速度a2；
（3）以金属杆初始位置为坐标原点，试在图乙中画出金属杆在整个运动过程中，速度v随位移s的变化图线（要有解析过程，并在坐标轴上标出关键点）；
（4）描述金属杆在整个运动过程中能量的变化情况，并计算电阻R上产生的焦耳热Q。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．A
4．A
5．AC
6．AB
7．AD
8．AC
9．AB
10．BCD
11．AD
12． > =
13． 向下 Bav
14． 1∶1 5∶3
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）4A；（2）0.8N
17．（1）2m/s，a点电势高于b点；（2）
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