选择性必修二第二章电磁感应(word版含答案)

第二章 电磁感应
一、单选题
1．下列不符合物理学史实的是（　　）
A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．楞次总结了感应电流方向的判断
C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想
D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质
2．在北半球，地磁场的竖直分量向下。歼-20战斗机在我国上空巡航，机翼水平，由于地磁场的作用，机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，若歼-20（　　）
A．从南往北飞，1比2低 B．从东往西飞，1比2低
C．从北往南飞，1比2低 D．从西往东飞，1比2高
3．如图甲、乙所示的电路中，电阻和自感线圈的电阻值都很小，且小于灯的电阻，接通，使电路达到稳定，灯泡发光，则（　　）
A．在电路甲中，断开后，将立即熄灭
B．在电路甲中，断开后，将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开后，将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开后，将先变得更亮，然后逐渐变暗
4．如图甲所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图乙所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（　　）
A．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势
B．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势
C．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势
D．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有收缩的趋势
5．如图所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）
A．P、Q将互相靠拢 B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度大于g
6．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
7．在如图甲所示的电路中，两个电阻的阻值均为2R，电容器的电容为C，单匝圆形金属线圈的半径为r1，线圈的电阻为R，其内部半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为（t0，0）和（0，B0），其余导线的电阻不计，在0~t0时间内，下列说法正确的是（　　）
A．电容器上极板带正电
B．通过线圈的电流为
C．电容器两端电压为
D．电容器所带的电荷量为
8．科学家们曾设想存在磁单极子，即一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质。假设在P点有一个固定的N极单一磁极子，在其周围形成均匀辐射磁场，磁感线如图所示。当质量为m、半径为R的导体圆环通有恒定的电流时，恰好能静止在该磁单极子正上方，环心与P点的距离为H，且圆环平面恰好沿水平方向。已知距磁单极子r处的磁感应强度大小为，其中k为已知常量，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）
A．圆环静止时电流的方向为逆时针方向（俯视）
B．圆环静止时磁场对环的安培力使其有沿半径方向扩张的趋势
C．圆环静止时可由题中条件求出环中电流的大小为
D．若将圆环竖直向上平移一小段距离后由静止释放，开始下落后环中电流会先变大
9．如图所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为L的区域内，现有一边长为l（lA．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1
10．如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，时恰好在图示位置。规定从b到a流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽不计，则杆从开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是（　　）
A． B．
C． D．
11．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
12．如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（　　）
A．棒匀速向右滑，点电势高
B．棒匀加速右滑，点电势高
C．棒匀减速右滑，点电势高
D．棒匀加速向左滑，点电势高
13．如图甲所示，、是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨，导轨右端接有一个阻值为的电阻，导轨间存在垂直于导轨平面的磁场（图中未画出）。虚线将磁场分为I、II两个区域，其中区域I中存在非匀强磁场，区域II中存在匀强磁场。虚线是区域I中的一条参考线，、间的距离为，图乙所示图像描述的是磁感应强度和虚线的右侧各点到虚线的距离的关系。金属棒静止在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，某时刻开始，金属棒在外力作用下经过区域I运动到区域II，已知在金属棒经过虚线后的运动过程中电阻消耗的电功率不变，金属棒和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（　　）
A．金属棒经过、和处时，速度大小之比为1：2：3
B．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，通过电阻的电荷量之比为1：1
C．金属棒在处和处受到的安培力大小之比为1：2
D．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，电阻消耗的电能之比为2：1
14．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，则磁铁（　　）
A．在A、E两点所处的高度相等
B．从A到D的过程中，圆环对桌面压力小于圆环重力
C．从C到D的过程，从上往下看圆环中产生逆时针方向的电流
D．从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相同
15．将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面内。回路的ab边置于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场I中，回路的圆环区域内有竖直方向的磁场II，以竖直向下为磁场II的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，导线的总电阻为R，圆环面积为S，ab边长为L，则下列说法正确的是（　　）
A．在0~时间内，通过ab边的电流方向先从b→a再从a→b
B．在0~时间内，流过ab边的电荷量为
C．在0~T时间内，ab边受到的安培力大小始终为
D．在0~T时间内，ab边受到的安培力方向先向右再向左
二、填空题
16．线圈中电流减小时，______中的能量释放出来转化为电能．
17．为了探究电磁感应现象，某同学选择了相关器材按如图所示连接进行实验。若将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转，则：
（1）当磁铁插入线圈L后，让其停止在线圈中不动，则电流计指针___________（填“会”或“不会”）偏转；
（2）若将磁铁从图中的虚线位置沿箭头方向远离线圈L时，则电流计指针___________（填“向右”或“向左”）偏转，若增大磁铁从虚线位置远离线圈L的速率，则电流计指针偏转角度___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
18．如图所示，一匝数为、边长为的正方形线圈，左半部分处在方向垂直于线圈平面的磁场中，保持磁感强度的大小不变，将线圈以垂直于磁场边界的恒定速度拉出磁场区域，则在此过程中，线圈中的最大感应电动势为____________，磁通量的变化量的大小为__________。
三、解答题
19．如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。
（1）说明导体棒从静止释放后的运动情况（速度加速度变化情况）
（2）电流稳定后t秒内电路中产生的热量和流过电路的电量
（3）电流稳定后，导体棒中的电流方向和运动速度的大小v；
（4）流经电流表电流的最大值Im。
20．如图所示，间距为的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值的定值电阻。质量为的金属棒放在导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T。现对金属棒施加一个平行导轨向右的水平拉力F，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为。求：
（1）若施加的拉力大小恒为1N，金属棒运动的最大速度；
（2）若水平拉力F的功率恒定为1W，则施加拉力后的4s内（此时金属棒已做匀速运动），电阻R上产生的焦耳热。
21．如图，电阻不计的金属导轨水平平行放置，导轨间距为l，处于磁感应强度为B、方向竖直的匀强磁场中。质量均为m、长度均为l、电阻均为r的导体棒ab和cd垂直置于导轨上，它们与导轨间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。某时刻起给ab施加一水平恒力F作用，当ab的位移为x时cd棒开始运动，运动过程中导体棒与导轨始终保持良好接触。求：
（1）此时ab棒的加速度；
（2）此过程中产生的电能。
22．如图所示，宽度为L的水平平行光滑的金属轨道，左端接动摩擦因数为μ、倾角为θ的斜面轨道（斜面轨道下端与水平光滑轨道之间有一小圆弧平滑连接），右端连接半径为r的光滑半圆轨道，水平轨道与半圆轨道相切。水平轨道所在的区域处在磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场中。一根质量为m的金属杆a置于水平轨道上，另一根质量为M的金属杆b从斜面轨道上与水平轨道高度为h处由静止释放，当金属杆b滑入水平轨道某位置时，金属杆a刚好到达半圆轨道最高点（b始终运动且a、b未相撞），并且a在半圆轨道最高点对轨道的压力大小为mg（g为重力加速度），此过程中通过金属杆a的电荷量为q，a、b杆的电阻分别为R1、R2，其余部分电阻不计。求：
（1）金属杆b在水平轨道上运动时的最大加速度am；
（2）在金属杆b由静止释放到金属杆a运动到半圆轨道最高点的过程中，系统产生的焦耳热Q。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．D
3．D
4．A
5．A
6．B
7．D
8．D
9．C
10．C
11．D
12．B
13．D
14．D
15．C
16．磁场
17． 不会 向左 增大
18．
19．（1）见解析；（2）Q＝I２Rt，电量为q＝It；（3）电流方向向右，；（4）
20．（1）4m/s；（2）1J
21．（1）；（2）
22．（1）；（2）BLq﹣3mgr﹣
答案第1页，共2页
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