第二章 电磁感应-单元测试-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 电磁感应-单元测试-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 250.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-29 16:15:51 | ||
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文档简介
人教版（新课标）高中物理选择性必修二-第二章电磁感应
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题
如图所示，一铝块静止在光滑水平面上，现让一条形磁铁以一定的速度向右靠近铝块，在磁铁靠近铝块的过程，说法正确的是
A. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
B. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
C. 在它们相遇前，铝块一直处于静止状态
D. 不论条形磁铁的右端为极还是极，铝块都会向右运动
一个面积、匝数匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )
A. 在开始的内穿过线圈的磁通量变化率等于
B. 在开始的内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 在开始的内线圈中产生的感应电动势等于
D. 在第末线圈中的感应电动势等于零
如图所示，相同电灯和的电阻为，定值电阻的阻值也为，是自感线圈。当闭合、断开且电路稳定时，、亮度相同。再闭合，待电路稳定后将断开。下列说法中错误的是 ( )
A. 灯将比原来更亮一些后再熄灭 B. 灯立即熄灭
C. 没有电流通过灯 D. 有电流通过灯，方向为
如图所示，由均匀导线制成的半径为的圆环，以速度匀速进入一磁感应强度大小为的匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，、两点的电势差为( )
A.
B.
C.
D.
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )
A. 开关闭合后，线圈插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B. 线圈插入线圈中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片加速滑动，电流计指针才能偏转
如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向外，而且有理想的边界，用力将长为，宽为的矩形线框匀速拉出匀强磁场，以下关于拉力做功的说法不正确的是( )
A. 拉线圈的速度越大，拉力做功越多 B. 线圈边长越大，拉力做功越多
C. 线圈的电阻越大，拉力做功越多 D. 磁感应强度增大，拉力做功越多
如图所示，在水平面上固定有平行直金属导轨、，端接有电阻。导体棒垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律如图所示。在时刻，导体棒以速度从导轨的左端开始向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向，导体回路中顺时针为电流正方向，则导体回路中的电流，随时间的变化规律图像可能是
A. B. C. D.
二、多选题
在如图所示的竖直平面内，一个直角三角形金属线框顶点与重合，在水平线的下方有足够大的匀强磁场，线框由静止释放，沿轴线方向竖直落入磁场中。忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的图，可能正确的是( )
A. B. C. D.
如图所示，边长为的等边三角形闭合金属框架，处于垂直框架平面向里的匀强磁场中，磁感强度为顶点在虚线上，现使线框从图示位置以速度匀速向右运动，边始终与虚线平行，直到边与虚线重合．在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 感应电流为逆时针方向 B. 边所受安培力不变
C. 感应电动势的最大值为 D. 感应电动势的平均值为
如图甲所示，在绝缘水平面内有一固定的光滑金属导轨、，端点、之间连接一电阻，金属杆静止在金属框架上，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中。导轨及杆的电阻忽略不计。现对杆施加一沿方向的外力，使杆中的电流随时间变化的图像如图乙所示。运动中杆始终垂直于导轨且接触良好。下列关于外力、杆受到的安培力功率大小随时间变化的图像，不正确的是( )
A. B. C. D.
如图所示，右侧有一正三角形匀强磁场区域边缘磁场忽略不计，上边界与垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，从左侧垂直于匀速向右运动。导体框穿过磁场过程中所受安培力的大小随时间变化的图象以及感应电流随时间变化的图象正确的是取逆时针电流为正( )
A. B. C. D.
如图所示，等边三角形导体框边长为，，导体框绕轴以角速度匀速转动，导体框所在空间有竖直向上磁感应强度为的匀强磁场。下列说法正确的是
A. 导体框中无感应电流
B. 导体框中产生正弦交变电流
C. 、两点间电势差为
D. 、两点间电势差大小为
最先发现电磁感应现象并得出电磁感应定律的物理学家是( )
A.奥斯特 安培 法拉第 麦克斯韦
三、实验题
如图所示，一个匝的圆形线圈图中只画了匝，面积为，线圈的电阻为，在线圈外接一个阻值为的电阻和一个理想电压表。线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感强度间变化规律如 图所示，求：
时穿过线圈的磁通量。
时，电压表的读数。
四、计算题
如图所示，正方形单匝均匀线框边长，每边电阻相等，总电阻。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体，物体放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角，斜面上方的细线与斜面平行，已知线框的质量，物体的质 ，在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界和下边界都水平，两边界之间距离也是。磁场方向水平且垂直纸面向里，磁感应强度大小。现让正方形线框的边在距上边界的正上方高度的位置，由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，边始终保持水平，物体始终在斜面上运动，线框边刚进入匀强磁场的边界时，恰好开始做匀速运动，并以此速度匀速通过磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度，不计空气阻力。
从开始运动到边到达磁场边界的过程中，线框加速度的大小是多少？线框在磁场中匀速运动的速度大小是多少？
在线框进入磁场的过程中，、间的电压是多大？
若在边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力，使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力做功，求正方形线框边产生的焦耳热是多少？
如图所示，两根足够长的平行金属导轨、相距为，导轨平面与水平面夹角为，金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为，金属导轨的上端与开关、定值电阻和电阻箱相连不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为，现闭合开关，将金属棒由静止释放．
判断金属棒中电流的方向；
若电阻箱接入电阻的阻值为，当金属棒下降高度为时，速度为，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热；
当时，金属棒能达到的最大速度随电阻箱阻值的变化关系如图乙所示，取，求定值电阻的阻值和金属棒的质量．
交流发电机转子有匝线圈，每匝线圈所围面积为，匀强磁场的磁感应强度为，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为，外电路电阻为当线圈由图中实线位置匀速转动到达虚线位置过程中，求：
通过的电荷量为多少？
上产生的电热为多少？
外力做的功为多少？
如图所示，相距为的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种材料组成．右侧部分单位长度电阻为，且左侧导轨与导体棒电阻均不计．整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为质量为的导体棒在恒力作用下从静止开始运动，在到达之前导体棒已经匀速．
求当导体棒匀速运动时回路中的电流；
若导体棒运动到中点时速度大小为，试计算此时导体棒加速度；
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
14.【答案】解：由图知时，内，则穿过线圈的磁通量为：
根据法拉第电磁感应定律得内的感应电动势为：
则电压表的读数为：
答：时穿过线圈的磁通量为．
时，电压表的读数为．
15.【答案】 解：对线框列出牛顿第二定律：
对物体列出牛顿第二定律得出
得出：
根据运动学公式得出
根据切割产生的电动势和电路结构得出：
因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体的总机械能保持不变，
故力做功等于整个线框中产生的焦耳热，即
设线框边产生的焦耳热为，根据得
解得
16.【答案】解：由右手定则，金属棒中的电流方向为到．
由能量守恒知，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热之和，则得：
解得：，
两电阻串联，通过它们的电流相等，且，则它们产生的焦耳热之比
又，则；
设最大速度为，切割磁感线产生的感应电动势：
由闭合电路的欧姆定律得：
从端向端看，金属棒受力如图，金属棒达到最大速度时满足：
由以上三式得：
由图象可知：斜率为：，纵截距为
得到：，
解得：，．
答：金属棒中的电流方向为到．
定值电阻上产生的焦耳热是；
定值电阻的阻值是，金属棒的质量是．
17.【答案】解：在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量为：
经历时间为：
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
以上各式联立解得：；
产生的感应电动势的最大值为：
电动势的有效值为：
由闭合电路欧姆定律得，回路中电流的有效值为：
上产生的焦耳热为：；
外力所做的功等于电路中产生电能；
故外力所做的功为：。
18.【答案】解：
导体棒匀速运动时拉力与安培力平衡，根据平衡条件得：，得：
导体棒运动到中点时速度大小为，
产生的感应电动势为：1
闭合回路中总电阻为：
感应电流为：
导体棒所受安培力大小为：
联立得：
根据牛顿第二定律得：
则得：，方向水平向右
第4页，共5页
第3页，共5页
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题
如图所示，一铝块静止在光滑水平面上，现让一条形磁铁以一定的速度向右靠近铝块，在磁铁靠近铝块的过程，说法正确的是
A. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
B. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
C. 在它们相遇前，铝块一直处于静止状态
D. 不论条形磁铁的右端为极还是极，铝块都会向右运动
一个面积、匝数匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )
A. 在开始的内穿过线圈的磁通量变化率等于
B. 在开始的内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 在开始的内线圈中产生的感应电动势等于
D. 在第末线圈中的感应电动势等于零
如图所示，相同电灯和的电阻为，定值电阻的阻值也为，是自感线圈。当闭合、断开且电路稳定时，、亮度相同。再闭合，待电路稳定后将断开。下列说法中错误的是 ( )
A. 灯将比原来更亮一些后再熄灭 B. 灯立即熄灭
C. 没有电流通过灯 D. 有电流通过灯，方向为
如图所示，由均匀导线制成的半径为的圆环，以速度匀速进入一磁感应强度大小为的匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，、两点的电势差为( )
A.
B.
C.
D.
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )
A. 开关闭合后，线圈插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B. 线圈插入线圈中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片加速滑动，电流计指针才能偏转
如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向外，而且有理想的边界，用力将长为，宽为的矩形线框匀速拉出匀强磁场，以下关于拉力做功的说法不正确的是( )
A. 拉线圈的速度越大，拉力做功越多 B. 线圈边长越大，拉力做功越多
C. 线圈的电阻越大，拉力做功越多 D. 磁感应强度增大，拉力做功越多
如图所示，在水平面上固定有平行直金属导轨、，端接有电阻。导体棒垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律如图所示。在时刻，导体棒以速度从导轨的左端开始向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向，导体回路中顺时针为电流正方向，则导体回路中的电流，随时间的变化规律图像可能是
A. B. C. D.
二、多选题
在如图所示的竖直平面内，一个直角三角形金属线框顶点与重合，在水平线的下方有足够大的匀强磁场，线框由静止释放，沿轴线方向竖直落入磁场中。忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的图，可能正确的是( )
A. B. C. D.
如图所示，边长为的等边三角形闭合金属框架，处于垂直框架平面向里的匀强磁场中，磁感强度为顶点在虚线上，现使线框从图示位置以速度匀速向右运动，边始终与虚线平行，直到边与虚线重合．在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 感应电流为逆时针方向 B. 边所受安培力不变
C. 感应电动势的最大值为 D. 感应电动势的平均值为
如图甲所示，在绝缘水平面内有一固定的光滑金属导轨、，端点、之间连接一电阻，金属杆静止在金属框架上，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中。导轨及杆的电阻忽略不计。现对杆施加一沿方向的外力，使杆中的电流随时间变化的图像如图乙所示。运动中杆始终垂直于导轨且接触良好。下列关于外力、杆受到的安培力功率大小随时间变化的图像，不正确的是( )
A. B. C. D.
如图所示，右侧有一正三角形匀强磁场区域边缘磁场忽略不计，上边界与垂直。现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，从左侧垂直于匀速向右运动。导体框穿过磁场过程中所受安培力的大小随时间变化的图象以及感应电流随时间变化的图象正确的是取逆时针电流为正( )
A. B. C. D.
如图所示，等边三角形导体框边长为，，导体框绕轴以角速度匀速转动，导体框所在空间有竖直向上磁感应强度为的匀强磁场。下列说法正确的是
A. 导体框中无感应电流
B. 导体框中产生正弦交变电流
C. 、两点间电势差为
D. 、两点间电势差大小为
最先发现电磁感应现象并得出电磁感应定律的物理学家是( )
A.奥斯特 安培 法拉第 麦克斯韦
三、实验题
如图所示，一个匝的圆形线圈图中只画了匝，面积为，线圈的电阻为，在线圈外接一个阻值为的电阻和一个理想电压表。线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感强度间变化规律如 图所示，求：
时穿过线圈的磁通量。
时，电压表的读数。
四、计算题
如图所示，正方形单匝均匀线框边长，每边电阻相等，总电阻。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体，物体放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角，斜面上方的细线与斜面平行，已知线框的质量，物体的质 ，在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界和下边界都水平，两边界之间距离也是。磁场方向水平且垂直纸面向里，磁感应强度大小。现让正方形线框的边在距上边界的正上方高度的位置，由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，边始终保持水平，物体始终在斜面上运动，线框边刚进入匀强磁场的边界时，恰好开始做匀速运动，并以此速度匀速通过磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度，不计空气阻力。
从开始运动到边到达磁场边界的过程中，线框加速度的大小是多少？线框在磁场中匀速运动的速度大小是多少？
在线框进入磁场的过程中，、间的电压是多大？
若在边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力，使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力做功，求正方形线框边产生的焦耳热是多少？
如图所示，两根足够长的平行金属导轨、相距为，导轨平面与水平面夹角为，金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为，金属导轨的上端与开关、定值电阻和电阻箱相连不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为，现闭合开关，将金属棒由静止释放．
判断金属棒中电流的方向；
若电阻箱接入电阻的阻值为，当金属棒下降高度为时，速度为，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热；
当时，金属棒能达到的最大速度随电阻箱阻值的变化关系如图乙所示，取，求定值电阻的阻值和金属棒的质量．
交流发电机转子有匝线圈，每匝线圈所围面积为，匀强磁场的磁感应强度为，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为，外电路电阻为当线圈由图中实线位置匀速转动到达虚线位置过程中，求：
通过的电荷量为多少？
上产生的电热为多少？
外力做的功为多少？
如图所示，相距为的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种材料组成．右侧部分单位长度电阻为，且左侧导轨与导体棒电阻均不计．整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为质量为的导体棒在恒力作用下从静止开始运动，在到达之前导体棒已经匀速．
求当导体棒匀速运动时回路中的电流；
若导体棒运动到中点时速度大小为，试计算此时导体棒加速度；
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
14.【答案】解：由图知时，内，则穿过线圈的磁通量为：
根据法拉第电磁感应定律得内的感应电动势为：
则电压表的读数为：
答：时穿过线圈的磁通量为．
时，电压表的读数为．
15.【答案】 解：对线框列出牛顿第二定律：
对物体列出牛顿第二定律得出
得出：
根据运动学公式得出
根据切割产生的电动势和电路结构得出：
因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体的总机械能保持不变，
故力做功等于整个线框中产生的焦耳热，即
设线框边产生的焦耳热为，根据得
解得
16.【答案】解：由右手定则，金属棒中的电流方向为到．
由能量守恒知，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热之和，则得：
解得：，
两电阻串联，通过它们的电流相等，且，则它们产生的焦耳热之比
又，则；
设最大速度为，切割磁感线产生的感应电动势：
由闭合电路的欧姆定律得：
从端向端看，金属棒受力如图，金属棒达到最大速度时满足：
由以上三式得：
由图象可知：斜率为：，纵截距为
得到：，
解得：，．
答：金属棒中的电流方向为到．
定值电阻上产生的焦耳热是；
定值电阻的阻值是，金属棒的质量是．
17.【答案】解：在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量为：
经历时间为：
平均电动势：
平均电流：
电荷量：
以上各式联立解得：；
产生的感应电动势的最大值为：
电动势的有效值为：
由闭合电路欧姆定律得，回路中电流的有效值为：
上产生的焦耳热为：；
外力所做的功等于电路中产生电能；
故外力所做的功为：。
18.【答案】解：
导体棒匀速运动时拉力与安培力平衡，根据平衡条件得：，得：
导体棒运动到中点时速度大小为，
产生的感应电动势为：1
闭合回路中总电阻为：
感应电流为：
导体棒所受安培力大小为：
联立得：
根据牛顿第二定律得：
则得：，方向水平向右
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