第2章 电磁感应与现代生活 单元综合测试（Word版含答案）

第2章 电磁感应与现代生活 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）一长直导线与闭合金属线框放在同一竖直面内，如图甲所示，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示（以竖直向上为电流的正方向）．则在0～T时间内，下列说法正确的是（　　）
A．0～时间内，穿过线框的磁通量最小
B．～时间内，线框中产生的感应电流方向始终不变
C．～时间内，线框先有收缩的趋势后有扩张的趋势
D．～T时间内，线框所受安培力的合力方向向右
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，近轴端为a，远轴端为b，转动的频率为f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动．如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则（　　）
A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势
B．ε＝﹣2πfl2B，且a点电势低于b点电势
C．ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势
D．ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势
3．（2021·浙江·嘉兴一中高三阶段练习）如图所示，一条形磁铁平放在水平桌面上。一闭合线圈在竖直平面内，从条形磁铁探出桌面的一端的左上方竖直下落。开始时线圈平面垂直于磁铁。在线圈通过磁铁截面的过程中磁铁一直静止。下列说法正确的是（　　）
A．线圈在竖直平面内做自由落体运动
B．线圈中感应电流的方向不会变化
C．磁铁受桌面的支持力一直大于重力
D．磁铁受到桌面的摩擦力一直向左
4．（2022·全国·高二专题练习）如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当(　　)
A．减小平行轨道间距 B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 D．增大弹头的质量
5．（2022·云南省富源县第一中学高二期末）电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象，在如题图所示的实验电路中，电源电动势为E，内阻是r，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关，在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二阶段练习）如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（　　）
A．当线圈N接入恒定电流时，能为电动汽车充电
B．当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C．当线圈N在M中产生的磁感应强度B竖直向上且增加时，有电流从a端流出
D．充电时，Δt时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加ΔB，则M两端电压为
7．（2022·云南省富源县第一中学高二期末）如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则（　　）
A．v1＞v2，Q1＜Q2 B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2 D．不能确定
9．（2022·云南省富源县第一中学高二期末）如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于足够大的匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（　　）
A．MN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差
B．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势
C．MN间无电势差，所以电压表无读数
D．虽然电路中无电流，但电压表有示数
10．（2021·重庆八中高三阶段练习）如图所示，长为L、宽度大于d的矩形虚线框内分布有垂直于纸面向里的匀强磁场。边长为d的正三角形闭合线圈在外力作用下由位置1匀速穿过磁场区域运动到位置2。若，以逆时针方向为电流正向，位置1为计时起点，则在运动过程中线圈中的感应电流I随时间t变化的图象可能是（　　）
A．B．C．D．
11．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：2.线圈中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，某时刻磁通量分别为Φa和Φb，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（　　）
A．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿顺时针方向
B．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿逆时针方向
C．Ea：Eb=2：1，Φa：Φb=2：1，感应电流均沿顺时针方向
D．Ea：Eb=4：1，Φa：Φb=4：1，感应电流均沿顺时针方向
12．（2021·重庆八中高三阶段练习）如图所示为超导磁浮示意图。甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料（电阻几乎为0）制成的超导圆环。乙从甲的正上方缓慢下移，最后静止悬浮在甲的正上方。若甲的S极朝上，在乙向下运动的过程中，从上往下看，乙中感应电流的方向为（　　）
A．逆时针方向；乙静止后，感应电流消失
B．顺时针方向；乙静止后，感应电流消失
C．逆时针方向；乙静止后，感应电流仍存在
D．顺时针方向；乙静止后，感应电流仍存在
二、填空题
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．（2022·福建·莆田一中高二期末）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计所有电阻和摩擦。
（1）电容器的上极板带电___________（填“正”或“负”）
（2）微粒的电荷量与质量之比为___________。
15．（2022·上海崇明·一模）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，上端与一阻值为R=0.2Ω电阻连接。在虚线以下有一足够大匀强磁场，磁感强度B=0.1T，磁场方向垂直于导轨平面。一质量m=0.025kg，电阻r=0.1Ω导体棒水平置于导轨上，离磁场上边界的距离h=0.45m。静止释放导体棒，求：（重力加速度g取10m/s2，导体棒与导轨始终良好接触。）
（1）导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向______；（选填“向左”、“向右”）
（2）导体棒刚进入磁场时的速度v1大小和加速度a1大小与方向；______
（3）简要描述金属棒进入磁场后，速度如何变化和加速度变化情况，速度变化情况：______；加速度如何变化：______。
（4）下滑过程中电阻R上的最大功率Pm。______
三、解答题
16．（2022·湖北黄冈·高二期末）一个圆形金属线圈，共有匝，其总电阻，线圈半径为。将线圈与阻值的外电阻连成闭合回路，如图（a）所示。线圈内部存在着一个边长的正方形区域，其中有分布均匀但强弱随时间变化的磁场，磁场垂直纸面向外为正。求：
（1）通过电流的方向；
（2）回路中感应电动势E的大小；
（3）内产生的热量Q。
17．（2022·四川凉山·高二期末）如图所示，光滑绝缘水平面固定一长，质量，足够高的拱形磁体，磁体前后两磁极间的磁场是磁感应强度大小、方向垂直磁体竖直表面向里的匀强磁场，磁体左右端面外的磁场忽略不计，闭合线圈质量，匝数，电阻，边长，沿磁体间的中轴线以初速度进入拱形磁体间的磁场，整个过程线圈保持竖直。求
（1）线圈刚进入磁场时的电流大小与方向（“顺时针”或“逆时针”）；
（2）对线圈施加水平拉力求线圈匀速进入磁场的过程中产生的热量Q；
（3）若撤去拉力，线圈进入磁场的过程中产生的热量Q。
18．（2022·北京·101中学高二期末）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）ab边两端的电压大小U：
（2）拉力的大小F；
（3）ab边产生的焦耳热Q和通过ab边的电荷量q。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．B
5．C
6．C
7．D
8．C
9．A
10．A
11．A
12．C
13． 做加速度减小的减速运动
14． 负
15． 向左 v=3m/s；a=9m/s2，方向向下 速度逐渐增大 加速度逐渐减小 5W
16．（1）由a指向b；（2）8V；（3）8.9J
17．（1）0.5A，逆时针；（2）0.1J；（3）0.0875J
18．（1）；（2）；（3）；
答案第1页，共2页
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