第二章 电磁感应及其应用 期末复习题 2021-2022学年高二下学期物理教科版(2019)选择性必修第二册(word版含答案)

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名称 第二章 电磁感应及其应用 期末复习题 2021-2022学年高二下学期物理教科版(2019)选择性必修第二册(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-06-25 22:09:25

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电磁感应及其应用 期末复习题 2021-2022学年
高二期末下学期物理教科版(2019)选择性必修第二册
一、单选题(本大题共8小题)
1.(2022·全国·高二期末期末)如图甲所示,用一根导线做成一个半径为的圆环,其单位长度的电阻为,将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中,设磁场方向垂直纸面向里为正,磁感应强度大小随时间做周期性变化,如图乙所示,则(  )
A.在时刻,圆环中无感应电流
B.在时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
C.在时间内通过圆环横截面的电荷量为
D.圆环在一个周期内的发热量为
2.(2022·全国·高二期末)如图所示,在的区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直于坐标系平面纸面向里。具有一定电阻的等腰直角三角形线框位于坐标系平面内,线框的边与轴重合,边长为设线框从时刻起在外力作用下由静止开始沿轴正方向做匀速运动,则线框中的感应电流取逆时针方向的电流为正随时间变化的函数图像可能是图中的(  )
A. B.
C. D.
3.(2022·全国·高二期末)如图,金属棒垂直放在两水平放置的光滑金属导轨上,导轨间距为,导轨左端接有电阻和电容器,空间有竖直向下的匀强磁场,使金属棒以速度向右匀速运动,稳定时(  )
A.导体棒点比点电势低 B.电容器上极板带正电
C.电阻上有顺时针方向的电流 D.电路中没有电流产生
4.(2022·河北·沧县中学高二期末)如图所示,足够大的空间中存在水平方向的匀强磁场,一根金属棒ab水平放置,将金属棒由静止释放,下列说法正确的是(  )
A.a端的电势低于b端的电势
B.金属棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速
C.金属棒产生的感应电动势与时间成正比
D.金属棒中的感应电流与时间成正比
5.(2022·全国·高二期末)如图所示,置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连,套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上,导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是(  )
A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动
B.圆盘逆时针减速转动时,ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向右运动
6.(2022·青海·海东市第一中学高二期末)如图,轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心,轨道的电阻不计。OM是有一定电阻、可绕O点转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间有一与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。现使金属杆从OQ位置以恒定的角速度逆时针转过θ角到OM位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小从B增加到B1(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,且,则θ角为(  )
A. B. C. D.
7.(2022·上海·高二期末)如图,一个正方形导线框以初速v0向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发生变化所用时间分别为t1和t2,以及这两段时间内克服安培力做的功分别为W1和W2,则(  )
A.t1<t2,W1<W2 B.t1<t2,W1>W2
C.t1>t2,W1<W2 D.t1>t2,W1>W2
8.(2022·河南安阳·高二期末)如图所示,光滑且不计电阻的导轨,一端接有定值电阻R=2Ω,导轨的宽度为l=0.5m,整个空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B=5T。在导轨上有一与导轨接触良好的足够长金属棒PQ,且与导轨夹角为θ(锐角),现用外力使PQ做匀速直线运动,速度大小为v=2m/s,方向与导轨平行。已知金属棒单位长度电阻为r=2Ω。则下列说法正确的是(  )
A.不论θ如何改变,回路中的电流恒为
B.θ减小,PQ金属棒两端的电压减小
C.改变θ角,PQ金属棒上消耗的最大电功率为
D.改变θ角,PQ金属棒上消耗的最大电功率为
二、多选题(本大题共4小题)
9.(2022·河北·沧县中学高二期末)如图甲所示,粗细均匀的电阻丝制成的闭合线圈处于匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,磁场垂直线圈平面向内为正方向。下列关于线圈中的感应电流i及线圈ad边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是(取顺时针方向为感应电流的正方向,水平向左为安培力的正方向)(  )
A. B.
C. D.
10.(2022·福建·泉州五中高二期末)某物理研究性小组做了这样一个实验,将一平整且厚度均匀面积足够大的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上,t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度,永磁体将沿斜面向下运动,如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变,且(式中为铜板与水平面的夹角),取铜板下端所在水平面为零势能面。则下图中关于永磁体下滑过程中速率v、动能、重力势能、机械能E随时间t变化的图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
11.(2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二期末)机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置,先后放置两个分别由铜和铝制成的闭合金属环。已知两环横截面积相等,形状、大小相同,且电阻率,合上开关S瞬间(  )
A.铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
B.若将铜环放置在线圈右方,环将向右运动
C.从左侧看,环中感应电流的方向沿顺时针方向
D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射
12.(2022·湖北·高二期末)如图所示,质量为m、电阻为R、边长为L正方形金属线框的cd边恰好与有界匀强磁场的上边界重合,现将线框在竖直平面内由静止释放,当下落高度为h(h<L)时线框开始做匀速运动。已知线框平面始终与磁场方向垂直,且cd边始终水平,磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.cd边进入磁场时,线框中感应电流的方向为顺时针方向
B.线框匀速运动时的速度大小为
C.线框从静止到刚好匀速运动的过程中,通过线框某截面的电量为
D.线框从静止到刚好匀速运动的过程中,线框中产生的焦耳热为
三、解答题(本大题共6小题)
13.(2022·河北·沧县中学高二期末)如图所示,两根足够长、相距为L=1m的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角,导轨处在与导轨平面垂直向下的有界匀强磁场中,磁感应强度B=1.0T。导轨上端连一阻值R=1Ω的电阻、电阻r=1Ω的细金属棒ab垂直放置在导轨上。开始时与磁场上边界距离,现将金属棒ab由静止释放,金属棒ab刚进入磁场时恰好做匀速运动。金属棒ab在下滑过程中与导轨始终接触良好,导轨光滑且电阻不计,重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)金属棒ab进入磁场前的加速度a及刚进入磁场时的速度v;
(2)金属棒ab的质量m。
14.(2022·广东·东莞市丰泰外国语实验高级中学有限公司高二期末)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、PQ相距,上端连接一个阻值的电阻,导轨平面与水平面夹角,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,它们之间的动摩擦因数,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒ab的质量为,,磁场的磁感应强度。金属棒ab从静止开始运动,若金属棒下滑距离为时速度恰好达到最大值(,,取)。求:
(1)金属棒达到的最大速度;
(2)金属棒由静止开始下滑位移为s的过程中,金属棒上产生的焦耳热。
15.(2022·山东高二期末)如图,固定的光滑金属导轨由间距为L和2L的水平部分及圆弧部分组成,水平部分与圆弧部分平滑连接。水平部分离地面的高度为h,并处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长度为2L、质量为2m、电阻为2R的导体棒b,放在间距为2L的水平导轨上,距离导轨右端处。长度为L、质量为m、电阻为R的导体棒现从圆弧轨道上距离地面高为处由静止开始下滑。导体棒b滑离导轨时,导体棒仍在导轨上运动,导体棒b落地时与导轨末端的水平距离为。导体棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)导体棒b滑离导轨时,导体棒的速度大小;
(2)导体棒中产生的焦耳热(不考虑电流变化产生的电磁辐射);
(3)此过程中,通过导体棒的电荷量;
(4)导体棒滑离导轨时,导体棒在磁场中运动的距离。
16.(2022·河北省邯山区第一中学高二期末)如图所示,光滑平行金属导轨固定在水平面内,导轨间距l=0.5m,导轨左端连接阻值为R=2Ω的电阻,右端连接“4V,4W”的小灯泡,导轨电阻不计。在导轨的MNPQ矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,MN、PQ间距d=2m,磁感应强度B=2T,垂直导轨跨接一金属杆停在GH处,其质量m=1.5kg、电阻r=2Ω,用水平恒力拉金属杆开始由静止开始轨道上运动,运动过程中杆与轨道接触良好,金属杆进入磁场区,灯泡正常发光且亮度不变。求:
(1)金属杆刚进入磁场时感应电动势;
(2)施加在金属杆的水平恒力大小;
(3)金属杆由GH位置运动到PQ位置过程中,水平恒力所做的功。
17.(2022·安徽·合肥市第六中学高二期末)如图所示,两根间距的足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上,ef、gh是导轨平面内与导轨垂直的两条平行线,在两线之间分布着宽度为d、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场I,在gh以上分布着垂直于导轨平面向上的匀强磁场II,其中磁感应强度的大小。在导轨上放置着a、b两根质量均为、电阻均为的导体棒,两棒之间的距离为d,棒a与gh之间的距离也为d。现由静止同时释放a、b,当a刚进入磁场I时,a、b立即做匀速运动;b棒出磁场I前瞬间,其加速度沿斜面向下,大小为。已知在下滑过程中两棒均保持与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计,导体棒与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度g取,,。求:
(1)磁场I的宽度d;
(2)从静止释放到导体棒b离开磁场I的过程中,b棒产生的焦耳热Q;
(3)导体棒b离开磁场I时,a棒与ef的距离x。
(2022·江苏·高二期末)如图甲所示,光滑平行水平金属导轨MN,PQ相距l,在M点和P点连接一个阻值为R的电阻,一个质量为m,电阻为r,长度刚好也是l的导体棒A、B放置的导轨的a、b两点间,在a点右侧导轨间加一个有界匀强磁场,磁场方向垂直导轨所在平面,磁感应强度为B,其宽度为d0,磁场的左边界到ab的距离为d,现用一个水平向右的拉力F拉动导体棒,使它从静止开始向右运动,已知导体棒在离开磁场前已经匀速运动,与导轨也一直保持良好接触,导轨电阻不计,水平力的变化如图乙所示,F0已知,求:
(1)导体棒AB刚进入磁场时两端的电势差UAB;
(2)导体棒AB在通过磁场过程中所产生的焦耳热。
(3)若使导体棒AB一直保持匀变速直线运动,AB进入磁场前拉力大小仍为F0,进入磁场后拉力将不再是3F0,试推导F与x需要满足的关系式。
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.D
2.D
3.B
4.C
5.D
6.B
7.B
8.C
9.AC
10.ABD
11.BC
12.AC
13.(1),;(2)
14.(1);(2)
15.(1);(2);(3);(4)
16.(1)10V;(2)3N;(3)81J
17.(1) ;(2);(3)
18.(1);(2);(3),
答案第1页,共2页
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