第二章 电磁感应单元检测- 2022-2023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 电磁感应单元检测- 2022-2023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 | docx | ||
| 文件大小 | 278.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-03 11:17:13 | ||
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文档简介
《第二章 电磁感应》单元检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项符合题目要求,第8~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流从a到b为正方向,那么在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则( )
A.从左向右看感应电流的方向为顺时针
B.从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针
C.感应电流的大小先减小后增加
D.感应电流的大小一直减小
2.下图是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片,使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑片,使它们都正常发光,然后断开开关S。重新闭合开关S,则( )
A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮
B.闭合瞬间,A1、A2均立刻变亮
C.稳定后,L和R两端的电势差一定相同
D.稳定后,A1和A2两端的电势差不相同
3.如图所示,条形磁铁从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁铁至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁铁至落地用时t2, 落地时速度为v2,则它们的大小关系正确的是( )
A.t1>t2,v1>v2
B.t1=t2,v1=v2
C.t1D.t1v2
4.如图所示,由同种材料制成,粗细均匀,边长为l、总电阻为R的单匝正方形闭合线圈MNPQ放置在水平面上,空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场,磁场两边界成θ=45°角。现使线圈以水平向右的速度v匀速进入磁场,则( )
A.当线圈中心经过磁场边界时,N、P两点间的电势差U=Blv
B.当线圈中心经过磁场边界时,线圈所受安培力大小F安=
C.线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中,回路中的平均电功率
D.线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中,通过导线某一横截面的电荷量q=
5.如图甲所示,一线圈匝数为100、横截面积为0.01 m2,磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在0~2 s内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为( )
A.- V B.2 V
C. V D.从0均匀变化到2 V
6.一位物理老师用一段铜导线和一块磁铁演奏乐曲的视频惊艳网友。他是这么做的:在一块木板上固定两颗螺丝钉,用一段铜导线缠绕在两颗螺丝钉之间,扩音器通过导线与两螺丝钉连接。将磁铁放在铜导线旁边,手指拨动铜导线,另一只手握着螺丝刀压着铜导线,并在铜导线上滑动,优美动听的乐曲就呈现出来了。根据上面所给的信息,你认为下面说法正确的是( )
A.手指拨动铜导线,铜导线的振动引起空气振动而发出声音
B.手指拨动铜导线,使铜导线切割磁感线产生感应电流,电流通过扩音器放大后发声
C.声音的音调变化是通过变化手指拨动铜导线力的大小来实现的
D.手指拨动铜导线,铜导线中产生直流电流
7.如图所示,一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘,圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连,螺线管右侧有竖直悬挂的铜环,匀强磁场垂直于圆盘平面向上,从上向下看,圆盘为逆时针方向匀速转动,则下述结论正确的是( )
A.金属圆盘上各处的电势相等
B.圆盘上的电流由边缘流向圆心
C.螺线管内部的磁场从F指向E
D.铜环中有恒定的感应电流产生
8.如图所示,将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上,一端接上电池(电池另一极与锉刀接触),手持导线的另一端,在锉刀上来回划动,由于锉刀表面凹凸不平,就会产生电火花。下列说法正确的是( )
A.产生电火花的回路只由导线与电池组成
B.若导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C.锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D.自感电动势的方向与导线端划动的方向无关
9.如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨距离为l,N、Q两端接有阻值为R的定值电阻,两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,金属杆接在两导轨间的电阻为R。现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止向右运动,若杆拉出磁场前已做匀速运动,不计导轨的电阻,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.金属杆做匀速运动时的速率v=
B.金属杆出磁场前的瞬间金属杆在磁场中的那部分两端的电压为
C.金属杆穿过整个磁场过程中金属杆上产生的电热为Fl-
D.金属杆穿过整个磁场过程中通过定值电阻R的电荷量为
10.如图所示,在一固定水平放置的铝环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在地面上。磁铁下落过程中从铝环中心穿过圆环,而不与铝环接触。若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.磁铁下落过程中,圆环中的电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.不考虑起始位置,磁铁下落过程中,磁铁的加速度始终小于g
C.磁铁下落过程中,磁铁的机械能不断减少
D.磁铁落地时的速率等于
二、填空题(共2小题,共18分)
11.(8分)下图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图,图甲是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况,图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏电流计指针的偏转情况。
(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了 。
A.减小电路两端的电压,保护电源
B.增大电路两端的电压,保护电源
C.减小电路中的电流,保护灵敏电流计
D.减小电路中的电流,便于观察灵敏电流计的读数
(2)实验操作如图乙所示,当磁铁向上抽出时,电流计G中指针是 (选填“左”或“右”)偏;继续操作如图丙所示,判断此时条形磁铁的运动是 (选填“插入”或“抽出”)线圈。
12.(10分)在研究电磁感应现象的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。
(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路。
(2)实验时,将线圈L1插入线圈L2中,闭合开关的瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是 。
(3)某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视)流动,线圈L2中电流顺时针(俯视)流动,可行的实验操作是 。
A.抽出线圈L1
B.插入软铁棒
C.使变阻器滑片P左移
D.断开开关
三、论述计算题(共4小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(9分)如图所示,一对倾斜的光滑平行金属导轨,其平面与水平面的夹角为30°,导轨间距为l,接在两导轨间电阻的阻值为R。在与导轨垂直的虚线边界下侧,有方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。现将质量为m、有效电阻为R的导体棒,在导轨上从距虚线边界上方l处由静止释放,导体棒进入磁场后恰好做匀速运动。已知导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,不计导轨的电阻,重力加速度为g。求:
(1)导体棒进入磁场时速度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小。
14.(9分)如图所示,在区域Ⅰ(0≤x(1)线框在进入磁场Ⅰ过程中,ab两点间的电势差Uab;
(2)线框在进入磁场Ⅱ过程中,拉力F的大小;
(3)当线框全部进入磁场Ⅱ时,撤去拉力F,此后线框在离开磁场Ⅱ过程中产生的热量Q。
15.(12分)如图所示,竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ,间距l=0.2 m,其电阻不计。完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终良好接触。已知两棒质量均为m=0.01 kg,电阻均为R=0.2 Ω,棒cd放置在水平绝缘平台上,整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1.0 T。棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动,当ab棒运动位移x=0.1 m时达到最大速度,此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)恒力F的大小;
(2)ab棒由静止到最大速度通过ab棒的电荷量q;
(3)ab棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q。
16.(12分)如图所示,质量为m=0.1 kg的闭合矩形线框ABCD,由粗细均匀的导线绕制而成,其总电阻为R=0.004 Ω,其中长lAD=40 cm,宽lAB=20 cm,线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场,磁感应强度B=1.0 T,磁场宽度d=10 cm,线框在水平向右的恒力F=2 N的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动,线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时,恰好做匀速直线运动,速度大小为v1,AB边从磁场右侧离开磁场前,线框已经做匀速直线运动,速度大小为v2,整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力Ff=1 N,且线框不发生转动。求:
(1)速度v1和v2的大小;
(2)线框开始运动时,CD边距磁场左边界的距离x;
(3)线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
参考答案
一、选择题
1.A 2.C 3.D 4.D
5.A 6.B 7.C
8.BD
9.ABD
10.AC
二、填空题
11.(1)C
(2)右 抽出
12.(1)如图所示
(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流
(3)BC
三、论述计算题
13.(1) (2)
14.(1) (2) (3)
15.(1)0.2 N (2)0.05 C (3)5×10-3 J
16.(1)v1=v2=1 m/s (2)0.05 m (3)0.5 J
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项符合题目要求,第8~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图甲所示,线圈ab中通有如图乙所示的电流,电流从a到b为正方向,那么在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,则( )
A.从左向右看感应电流的方向为顺时针
B.从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针
C.感应电流的大小先减小后增加
D.感应电流的大小一直减小
2.下图是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片,使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑片,使它们都正常发光,然后断开开关S。重新闭合开关S,则( )
A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮
B.闭合瞬间,A1、A2均立刻变亮
C.稳定后,L和R两端的电势差一定相同
D.稳定后,A1和A2两端的电势差不相同
3.如图所示,条形磁铁从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁铁至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁铁至落地用时t2, 落地时速度为v2,则它们的大小关系正确的是( )
A.t1>t2,v1>v2
B.t1=t2,v1=v2
C.t1
4.如图所示,由同种材料制成,粗细均匀,边长为l、总电阻为R的单匝正方形闭合线圈MNPQ放置在水平面上,空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场,磁场两边界成θ=45°角。现使线圈以水平向右的速度v匀速进入磁场,则( )
A.当线圈中心经过磁场边界时,N、P两点间的电势差U=Blv
B.当线圈中心经过磁场边界时,线圈所受安培力大小F安=
C.线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中,回路中的平均电功率
D.线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中,通过导线某一横截面的电荷量q=
5.如图甲所示,一线圈匝数为100、横截面积为0.01 m2,磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在0~2 s内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为( )
A.- V B.2 V
C. V D.从0均匀变化到2 V
6.一位物理老师用一段铜导线和一块磁铁演奏乐曲的视频惊艳网友。他是这么做的:在一块木板上固定两颗螺丝钉,用一段铜导线缠绕在两颗螺丝钉之间,扩音器通过导线与两螺丝钉连接。将磁铁放在铜导线旁边,手指拨动铜导线,另一只手握着螺丝刀压着铜导线,并在铜导线上滑动,优美动听的乐曲就呈现出来了。根据上面所给的信息,你认为下面说法正确的是( )
A.手指拨动铜导线,铜导线的振动引起空气振动而发出声音
B.手指拨动铜导线,使铜导线切割磁感线产生感应电流,电流通过扩音器放大后发声
C.声音的音调变化是通过变化手指拨动铜导线力的大小来实现的
D.手指拨动铜导线,铜导线中产生直流电流
7.如图所示,一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘,圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连,螺线管右侧有竖直悬挂的铜环,匀强磁场垂直于圆盘平面向上,从上向下看,圆盘为逆时针方向匀速转动,则下述结论正确的是( )
A.金属圆盘上各处的电势相等
B.圆盘上的电流由边缘流向圆心
C.螺线管内部的磁场从F指向E
D.铜环中有恒定的感应电流产生
8.如图所示,将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上,一端接上电池(电池另一极与锉刀接触),手持导线的另一端,在锉刀上来回划动,由于锉刀表面凹凸不平,就会产生电火花。下列说法正确的是( )
A.产生电火花的回路只由导线与电池组成
B.若导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C.锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D.自感电动势的方向与导线端划动的方向无关
9.如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨距离为l,N、Q两端接有阻值为R的定值电阻,两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,金属杆接在两导轨间的电阻为R。现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止向右运动,若杆拉出磁场前已做匀速运动,不计导轨的电阻,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.金属杆做匀速运动时的速率v=
B.金属杆出磁场前的瞬间金属杆在磁场中的那部分两端的电压为
C.金属杆穿过整个磁场过程中金属杆上产生的电热为Fl-
D.金属杆穿过整个磁场过程中通过定值电阻R的电荷量为
10.如图所示,在一固定水平放置的铝环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在地面上。磁铁下落过程中从铝环中心穿过圆环,而不与铝环接触。若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.磁铁下落过程中,圆环中的电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)
B.不考虑起始位置,磁铁下落过程中,磁铁的加速度始终小于g
C.磁铁下落过程中,磁铁的机械能不断减少
D.磁铁落地时的速率等于
二、填空题(共2小题,共18分)
11.(8分)下图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图,图甲是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况,图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏电流计指针的偏转情况。
(1)图甲电路中串联定值电阻R主要是为了 。
A.减小电路两端的电压,保护电源
B.增大电路两端的电压,保护电源
C.减小电路中的电流,保护灵敏电流计
D.减小电路中的电流,便于观察灵敏电流计的读数
(2)实验操作如图乙所示,当磁铁向上抽出时,电流计G中指针是 (选填“左”或“右”)偏;继续操作如图丙所示,判断此时条形磁铁的运动是 (选填“插入”或“抽出”)线圈。
12.(10分)在研究电磁感应现象的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。
(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路。
(2)实验时,将线圈L1插入线圈L2中,闭合开关的瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是 。
(3)某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视)流动,线圈L2中电流顺时针(俯视)流动,可行的实验操作是 。
A.抽出线圈L1
B.插入软铁棒
C.使变阻器滑片P左移
D.断开开关
三、论述计算题(共4小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(9分)如图所示,一对倾斜的光滑平行金属导轨,其平面与水平面的夹角为30°,导轨间距为l,接在两导轨间电阻的阻值为R。在与导轨垂直的虚线边界下侧,有方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。现将质量为m、有效电阻为R的导体棒,在导轨上从距虚线边界上方l处由静止释放,导体棒进入磁场后恰好做匀速运动。已知导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,不计导轨的电阻,重力加速度为g。求:
(1)导体棒进入磁场时速度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小。
14.(9分)如图所示,在区域Ⅰ(0≤x
(2)线框在进入磁场Ⅱ过程中,拉力F的大小;
(3)当线框全部进入磁场Ⅱ时,撤去拉力F,此后线框在离开磁场Ⅱ过程中产生的热量Q。
15.(12分)如图所示,竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ,间距l=0.2 m,其电阻不计。完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终良好接触。已知两棒质量均为m=0.01 kg,电阻均为R=0.2 Ω,棒cd放置在水平绝缘平台上,整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1.0 T。棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动,当ab棒运动位移x=0.1 m时达到最大速度,此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)恒力F的大小;
(2)ab棒由静止到最大速度通过ab棒的电荷量q;
(3)ab棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q。
16.(12分)如图所示,质量为m=0.1 kg的闭合矩形线框ABCD,由粗细均匀的导线绕制而成,其总电阻为R=0.004 Ω,其中长lAD=40 cm,宽lAB=20 cm,线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场,磁感应强度B=1.0 T,磁场宽度d=10 cm,线框在水平向右的恒力F=2 N的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动,线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时,恰好做匀速直线运动,速度大小为v1,AB边从磁场右侧离开磁场前,线框已经做匀速直线运动,速度大小为v2,整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力Ff=1 N,且线框不发生转动。求:
(1)速度v1和v2的大小;
(2)线框开始运动时,CD边距磁场左边界的距离x;
(3)线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
参考答案
一、选择题
1.A 2.C 3.D 4.D
5.A 6.B 7.C
8.BD
9.ABD
10.AC
二、填空题
11.(1)C
(2)右 抽出
12.(1)如图所示
(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流
(3)BC
三、论述计算题
13.(1) (2)
14.(1) (2) (3)
15.(1)0.2 N (2)0.05 C (3)5×10-3 J
16.(1)v1=v2=1 m/s (2)0.05 m (3)0.5 J