2022秋物理人教2019选择性必修第二册第2章 电磁感应练题（word版含答案）

2022秋物理人教2019选择性必修第二册第2章 电磁感应练题含答案
人教2019选择性必修第二册第2章 电磁感应
一、选择题。
1、如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)
A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁铁落地时的速率一定等于
2、(双选)如图甲所示，相距为l＝1 m的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导轨的M、P两端连接一阻值为R＝0.5 Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置且接触良好，aM＝bP＝1 m，现将水平外力F作用在ab棒上，已知：F＝0.02t(N)，式中t≤5(s)，5 s后F＝0.1 N保持不变，金属棒在运动中始终与导轨垂直。测得ab棒沿导轨滑行达到最大速度的过程中，流过电阻R的总电量为q＝1.4 C，不计金属棒ab及导轨的电阻，则(　　)
A.0～5 s内ab棒始终保持静止
B．5 s后的一段时间内ab棒做匀加速直线运动
C．ab棒运动过程中的最大速度vm＝0.2 m/s
D．ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离为x＝1.4 m
3、(双选)如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域(忽略空气阻力)，则(　　)
A．圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度
B．在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反
C．圆环进入磁场后，感应电流方向不变
D．圆环最终停止在最低点
4、（双选）如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻可忽略的电感线圈，C是电容很大的电容器。下列说法正确的是(　　)
A.开关S刚闭合后，灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮
B．开关S闭合足够长时间后，灯泡A和B一样亮
C．电路稳定后断开开关S时，灯泡A闪亮后逐渐熄灭
D．电路稳定后断开开关S时，灯泡B的电流换向，逐渐熄灭
5、如图，a和b都是铝环，环a是闭合的，环b是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是(　　)
A.用磁铁的N极靠近a环时，a环会转动靠近磁铁
B．用磁铁的N极靠近b环时，b环会转动靠近磁铁
C．用磁铁的N极靠近a环，a环会有逆时针方向的感应电流产生
D．用磁铁的N极靠近b环，b环会有顺时针方向的感应电流产生
6、(双选)如图甲所示abcd区域有垂直于平面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，设垂直abcd面向里的磁场方向为正方向，金属线圈M与导线abcd连接成闭合电路，N为独立的金属小圆环，N环套在穿过M线圈的铁芯上，下列说法正确的是(　　)
A.0～t0时间内闭合电路中有abcda方向的电流
B．t0～2t0时间内闭合电路abcd中有大小恒定方向不变的感应电流
C．0～t0时间内N环内有自右向左看顺时针方向的电流
D．2t0～3t0时间内N环向右运动
7、(多选)科技的发展使得电能的无线传输成为可能，下图是某品牌手机无线充电的原理图，通过对原理图的理解，下列说法正确的是(　　)
A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”
B.只有将充电座接到交流电源上才能对手机进行充电
C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
8、如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连。当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　　)
A.自感　　 B．静电感应 C．互感 D．直接导电
9、据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是(　　)
A．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用
B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
10、(双选)一个面积S＝4×10－2 m2，匝数n＝100 匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是(　　)
A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率大小等于0.08 Wb/s
B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
11、（双选）如图所示，一金属铜盘紧靠U形磁铁的两极而不接触，U形磁铁在铜盘正中央。当磁铁旋转起来，会带动铜圆盘跟随磁铁转动，这种现象称为电磁驱动，在圆盘转动过程中下列说法正确的是(　　)
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致U形磁铁转动
C．在圆盘转动的过程中，U形磁铁的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘转动方向与磁铁方向相反
12、为了验证自感现象，某同学在实验室用一个带铁芯的线圈L(线圈的自感系数很大，且构成线圈导线的直流电阻不可忽略)、两个完全相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。关于实验现象，下列说法中正确的是(　　)
A．闭合S瞬间，B比A先亮
B．闭合S待稳定后，A灯与B灯一样亮
C．断开S瞬间，A、B两灯均慢慢熄灭，且在熄灭前，A灯会比原来更亮
D．断开S瞬间，通过A灯泡的电流方向与稳定时的电流方向相反
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)
A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
14、（实验填空）某同学在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、阻值较大的电阻R′、滑动变阻器R和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度线在表盘中央。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
(1)当滑片P较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是________，电流表乙的指针的偏转情况是________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是________(填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。
(3)从上述实验可以初步得出结论：
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
三、计算类题。
15、如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R＝0.1 Ω，边长l＝0.2 m。求：
(1)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中感应电动势E；
(2)t＝0.05 s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；
(3)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中电流的电功率P。
16、（计算题）如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T。在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
2022秋物理人教2019选择性必修第二册第2章 电磁感应练题含答案
人教2019选择性必修第二册第2章 电磁感应
一、选择题。
1、如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)
A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下
C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变
D．磁铁落地时的速率一定等于
【答案】A。
2、(双选)如图甲所示，相距为l＝1 m的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导轨的M、P两端连接一阻值为R＝0.5 Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置且接触良好，aM＝bP＝1 m，现将水平外力F作用在ab棒上，已知：F＝0.02t(N)，式中t≤5(s)，5 s后F＝0.1 N保持不变，金属棒在运动中始终与导轨垂直。测得ab棒沿导轨滑行达到最大速度的过程中，流过电阻R的总电量为q＝1.4 C，不计金属棒ab及导轨的电阻，则(　　)
A.0～5 s内ab棒始终保持静止
B．5 s后的一段时间内ab棒做匀加速直线运动
C．ab棒运动过程中的最大速度vm＝0.2 m/s
D．ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离为x＝1.4 m
【答案】A、C
3、(双选)如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域(忽略空气阻力)，则(　　)
A．圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度
B．在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反
C．圆环进入磁场后，感应电流方向不变
D．圆环最终停止在最低点
【答案】A、B
4、（双选）如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻可忽略的电感线圈，C是电容很大的电容器。下列说法正确的是(　　)
A.开关S刚闭合后，灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮
B．开关S闭合足够长时间后，灯泡A和B一样亮
C．电路稳定后断开开关S时，灯泡A闪亮后逐渐熄灭
D．电路稳定后断开开关S时，灯泡B的电流换向，逐渐熄灭
【答案】A、C
5、如图，a和b都是铝环，环a是闭合的，环b是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是(　　)
A.用磁铁的N极靠近a环时，a环会转动靠近磁铁
B．用磁铁的N极靠近b环时，b环会转动靠近磁铁
C．用磁铁的N极靠近a环，a环会有逆时针方向的感应电流产生
D．用磁铁的N极靠近b环，b环会有顺时针方向的感应电流产生
【答案】C
6、(双选)如图甲所示abcd区域有垂直于平面的磁场，磁场变化规律如图乙所示，设垂直abcd面向里的磁场方向为正方向，金属线圈M与导线abcd连接成闭合电路，N为独立的金属小圆环，N环套在穿过M线圈的铁芯上，下列说法正确的是(　　)
A.0～t0时间内闭合电路中有abcda方向的电流
B．t0～2t0时间内闭合电路abcd中有大小恒定方向不变的感应电流
C．0～t0时间内N环内有自右向左看顺时针方向的电流
D．2t0～3t0时间内N环向右运动
【答案】A、B
7、(多选)科技的发展使得电能的无线传输成为可能，下图是某品牌手机无线充电的原理图，通过对原理图的理解，下列说法正确的是(　　)
A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”
B.只有将充电座接到交流电源上才能对手机进行充电
C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
【答案】A、B、C
8、如图所示，小螺线管与音乐播放器相连，大螺线管直接与音箱相连。当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来，大小螺线管之间发生的物理现象是(　　)
A.自感　　 B．静电感应 C．互感 D．直接导电
【答案】C
9、据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是(　　)
A．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用
B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
【答案】C
10、(双选)一个面积S＝4×10－2 m2，匝数n＝100 匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是(　　)
A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率大小等于0.08 Wb/s
B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
【答案】A、C
11、（双选）如图所示，一金属铜盘紧靠U形磁铁的两极而不接触，U形磁铁在铜盘正中央。当磁铁旋转起来，会带动铜圆盘跟随磁铁转动，这种现象称为电磁驱动，在圆盘转动过程中下列说法正确的是(　　)
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致U形磁铁转动
C．在圆盘转动的过程中，U形磁铁的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘转动方向与磁铁方向相反
【答案】A、B
12、为了验证自感现象，某同学在实验室用一个带铁芯的线圈L(线圈的自感系数很大，且构成线圈导线的直流电阻不可忽略)、两个完全相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。关于实验现象，下列说法中正确的是(　　)
A．闭合S瞬间，B比A先亮
B．闭合S待稳定后，A灯与B灯一样亮
C．断开S瞬间，A、B两灯均慢慢熄灭，且在熄灭前，A灯会比原来更亮
D．断开S瞬间，通过A灯泡的电流方向与稳定时的电流方向相反
【答案】D
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)
A．磁铁插向左环，横杆发生转动
B．磁铁插向右环，横杆发生转动
C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
【答案】B　
【解析】左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，在磁场力的作用下横杆将发生转动，故B正确。
14、（实验填空）某同学在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、阻值较大的电阻R′、滑动变阻器R和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表完全相同，零刻度线在表盘中央。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。
(1)当滑片P较快地向左滑动时，电流表甲的指针的偏转情况是________，电流表乙的指针的偏转情况是________。(均填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是________(填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。
(3)从上述实验可以初步得出结论：
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
【答案】(1)向左偏　向右偏　(2)向右偏
(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【解析】由题图可知，电流由哪一接线柱流入，电流表的指针就向该侧偏转。
(1)当滑片P较快地向左滑动时，通电回路中的电流增大，电流表甲的指针向左偏，穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由安培定则得，电流表乙的指针向右偏。
(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，左侧(通电)回路中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增大且原磁场方向向下，故电流表乙的指针向右偏。
(3)通过实验可以初步得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化时产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
三、计算类题。
15、如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R＝0.1 Ω，边长l＝0.2 m。求：
(1)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中感应电动势E；
(2)t＝0.05 s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；
(3)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中电流的电功率P。
【答案】(1)0.08 V 　(2)0.016 N　方向垂直于ab向左　 (3)0.064 W
【解析】(1)在t＝0到t＝0.1 s的时间Δt内，磁感应强度的变化量ΔB＝0.2 T，设穿过金属框的磁通量变化量为ΔΦ，有
ΔΦ＝ΔBl2　 ①
由于磁场均匀变化，所以金属框中产生的电动势是恒定的，有
E＝ 　②
联立①②式，代入数据，解得
E＝0.08 V 　③
(2)设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有
I＝　 ④
由图可知，t＝0.05 s时，磁感应强度为B1＝0.1 T，金属框ab边受到的安培力F＝IB1l　 ⑤
联立①②④⑤式，代入数据，解得F＝0.016 N　 ⑥
方向垂直于ab向左。　 ⑦
(3)在t＝0到t＝0.1 s时间内，金属框中电流的电功率
P＝I2R　 ⑧
联立①②④⑧式，代入数据，解得P＝0.064 W　 ⑨
16、（计算题）如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T。在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
【答案】(1)0.8 V　 (2)0.8 N 　(3)0.32 J
【解析】(1)由题意可知，当线圈切割磁感线时产生的电动势为
E＝Blv＝0.5×0.2×8 V＝0.8 V
(2)因为线圈匀速运动故所受拉力等于安培力，有
F＝F安＝BIl
根据闭合电路欧姆定律有
I＝
结合(1)联立各式代入数据可得F＝0.8 N。
(3)线圈穿过磁场所用的时间为
t＝＝ s＝0.05 s
故线圈穿越过程产生的热量为
Q＝I2Rt＝t＝×0.05 J＝0.32 J