第二章 电磁感应 单元综合训练（word版含答案）

第二章 电磁感应 单元综合训练
一、单选题
1．（2022·福建省福州华侨中学高二期末）无线充电是近年发展起来的新技术。如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　）
A．在充电过程中没有电能损失
B．无线充电基座可以用直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于O点对称.一条形磁铁开始放在A点，中心与A点重合，此时线圈中的磁通量为Φ1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与A、B所在直线重合，磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为Φ2，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为
B．磁铁从A点到O点的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为E=
C．磁铁从A点到B点的过程中，线圈中磁通量的变化量为2Φ1
D．磁铁从A点到B点的过程中，通过线圈某一截面的电荷量为零
3．（2020·湖南长沙·高二期末）用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以的变化率增强时，则（　　）
A．线圈中感应电流的方向为顺时针
B．线圈中产生的电动势
C．线圈中a点电势高于b点电势
D．线圈中a、b两端电压大小为
二、多选题
4．（2022·新疆昌吉·高二期末）如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的电阻不计的金属棒ab，金属棒ab与导轨垂直且接触良好，导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（　　）
A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大
B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率
D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
5．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示，足够长的平行金属导轨竖直放置在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的导体棒a和b垂直于导轨放置，导体棒与导轨紧密接触且可自由滑动。先固定a，释放b，当b的速度达到v时，再释放a，经过时间t后，a的速度也达到v，重力加速度为g，不计一切摩擦。则以下说法中正确的是（　　）
A．释放a之前，b运动的时间等于
B．释放a之前，b下落的高度大于
C．释放a之后的时间t内，a下落的高度大于
D．a和b的加速度最终都等于g
6．（2021·全国·高二专题练习）如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中产生的感应电动势的情况为（　　）
A．t1时刻感应电动势最大 B．t=0时刻感应电动势为零
C．t1时刻感应电动势为零 D．t1～t2时间内感应电动势增大
7．（2021·福建省厦门集美中学高三阶段练习）半径分别为，r和3r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为2r。电阻为R的均匀金属棒MN置于圆导轨上，NM的延长线通过圆导轨中心O，在两环之间接阻值分别为、的两定值电阻，装置的俯视图如图所示，整个装置位于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，金属棒在水平外力作用下以角速度绕圆心O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．金属棒中电流从N流向M B．金属棒转动产生的电动势为
C．电阻中电流为 D．水平外力做功的功率为
8．（2022·内蒙古乌兰察布·高二期末）如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列操作后的现象判断正确的是（　　）
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里没有感应电流
9．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一边长为，质量为、电阻为的正方形导线框在大小为的竖直向上的恒力作用下，从距离宽度为的有界磁场下边界，一定距离处由静止开始向上运动，线框恰好能匀速通过匀强磁场，磁场的磁感应强度为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．磁场的方向一定垂直纸面向里
B．有界磁场宽度
C．开始时导线框的上部离磁场的下边界距离为
D．线框在穿过磁场过程中线框中产生的焦耳热为
10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，无限长光滑平行导轨与地面夹角为，导轨宽度为L。一质量为m，长为L的导体棒ab垂直于导轨水平放置，与导轨构成一闭合回路，空间内存在大小为B，方向垂直导轨向上的匀强磁场，已知导体棒电阻为R，导轨电阻不计，现将导体棒由静止释放，导体棒与导轨始终接触良好，最终稳定下滑。以下说法正确的是（　　）
A．导体棒中的电流方向从a到b
B．导体棒先加速运动，后匀速下滑
C．导体棒稳定时的速率为
D．导体棒达到稳定速度后，继续下落高度h的过程中，导体棒上产生的焦耳热等于
11．（2021·广东·高三阶段练习）两平行光滑直导轨水平放置在匀强磁场中，匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨左端接有定值电阻R，一直导体棒放置在导轨上，长度等于导轨间距L。导体棒在一个随时间均匀变化的水平拉力F = F0 + kt（k > 0）作用下从静止开始运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，则关于导体棒的速度v与时间t，通过电阻R的电荷量q与位移x的关系可能正确的是（不计导轨和导体棒的电阻）（ ）
A．B．C．D．
三、填空题
12．（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”）。
13．（2020·江苏·高三专题练习）如图所示，线圈为100匝，在2s内穿过线圈的磁通量由0.04Wb均匀增大到0.08Wb，这2s时间内线圈产生的感应电动势为______V，如果线圈回路的总电阻为，则感应电流是______A。
14．（2020·天津·耀华中学高二期末）如图所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导轨间存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场。导体棒ab和cd跨在导轨上，ab的电阻大于cd的电阻。当cd棒在水平拉力作用下匀速向右滑动时，ab棒在水平拉力作用下保持静止，则ab棒两端电压和cd棒两端电压相比，_______，拉力和相比，_______（均选填“>”、“=”或“<”）。
四、解答题
15．（2022·福建漳州·二模）如图，MN、PQ为足够长平行光滑水平金属导轨，处于竖直向下的匀强磁场中，GH、JK为足够长倾斜粗糙平行金属导轨，处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，底端接的电容器。NQ端与GJ端高度差m，水平距离m。现将导体棒cd静置在水平分导轨固定小钉的右侧，导体棒ab以速度m/s从MP端滑入，一段时间后cd棒从NQ端抛出，恰能无碰撞从GJ端进入斜导轨。已知导轨间距均为1m，两磁场的磁感应强度均为2T，两棒质量均为0.01kg、接入电阻均为1Ω，导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，棒与斜导轨的动擦因数，g取。求：
（1）cd棒从NQ端抛出时的速度大小；（2）cd棒抛出前瞬间ab棒所受安培力的功率P；
（3）最终电容器存储的电荷量Q。
16．（2022·黑龙江·铁人中学高二开学考试）如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
（1）ab棒到达圆弧底端时轨道对其的支持力大小；
（2）当ab棒速度变为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）；
（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q，求此过程系统产生的焦耳热是多少。（此过程ab棒始终在磁场中运动）
17．（2022·山东·莱阳一中高二开学考试）两根足够长的光滑平行金属导轨固定在竖直平面内，间距为L，电阻不计，上端接有阻值为R的定值电阻，两导轨间有一边长为的正方形区域MNPQ，该区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电阻为的金属杆从MN处由静止释放，运动过程中与导轨相互垂直且接触良好，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，重力加速度大小为g。求：
（1）金属杆离开磁场时速度大小为多少？
（2）金属杆穿过整个磁场过程中整个电路产生的电热为多少？
（3）金属杆穿过整个磁场过程中流过电阻R上的电量为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．CD
5．BD
6．CD
7．BD
8．CD
9．CD
10．BCD
11．ABD
12． 逆时针 逆时针
13． 2 2
14． = =
15．（1）4m/s；（2）W；（3）
16．（1）3mg；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
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