第二章 电磁感应 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）选择性必修第2册（含答案）

第二章《电磁感应》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.在如图所示的电路中,L1、L2为两个完全相同的灯泡,L为电感线圈,在S闭合状态下,L1、L2都能正常发光。现突
然断开S,则(　　)
A.L1、L2会闪亮一下再熄灭
B.L1会闪亮一下再熄灭,L2突然熄灭
C.L1、L2同时熄灭
D.L2先熄灭,L1后熄灭
2.如图甲所示,竖直长直导线右侧固定的矩形导线框与长直导线位于同一平面内,导线中通有向下的电流,当长直导线中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示时,关于导线框中的感应电流及导线框受到的安培力,下列说法正确的是(　　)
A.感应电流沿逆时针方向且逐渐增大,线框受到的安培力方向向左
B.感应电流沿顺时针方向且逐渐增大,线框受到的安培力方向向右
C.感应电流沿逆时针方向且逐渐减小,线框受到的安培力方向向左
D.感应电流沿逆时针方向且逐渐减小,线框受到的安培力方向向右
3.如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,a与O间的距离很小,可以忽略。则a端和b端的电势差Uab等于(　　)
A.2BL2ω B.4BL2ω C.6BL2ω D.8BL2ω
4.如图所示,L为电阻很小的电感线圈,G1和G2为内阻不计且零点在表盘中央的电流计。当开关S处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。那么,当开关S断开时,将出现下面哪种现象(　　)
A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点
D.G1的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
5.如图所示,abcd是边长为L、每边电阻均相同的正方形导体线框,现使线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。自线框b点在O位置时开始计时,则在t=时间内,a、b两点间的电势差U随时间t变化的图线为(　　)
6.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置,比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图(从后面朝前看),过山车的两侧装有铜片,停车区的轨道两侧装有强力磁铁,当过山车进入停车区时,铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是(　　)
A.磁力刹车利用了电流的磁效应
B.磁力刹车属于电磁驱动现象
C.磁力刹车的过程中动能转化为电能,最终转化成内能
D.过山车的质量越大,进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
7.如图所示,矩形线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是(　　)
A.向右平动(ad边还没有进入磁场)
B.向上平动(ab边还没有离开磁场)
C.以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)
D.以ab边为轴转动(转角不超过90°)
8.如图所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B=B0+kt(k>0)的规律随时间变化,t=0时,P、Q两极板都不带电。两极板间的距离远小于环的半径,则经时间t,电容器的P板(　　)
　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.不带电
B.所带电荷量与t成正比
C.带正电,电荷量是
D.带负电,电荷量是
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L,倾斜置于匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上,断开开关S,将长也为L的金属棒ab在导轨上由静止释放。经时间t,金属棒的速度大小为v1,此时闭合开关,最终金属棒以大小为v2的速度沿导轨匀速运动。已知金属棒的质量为m、电阻为r,其他电阻均不计,重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　)
A.导轨与水平面夹角α的正弦值为sinα=
B.磁场的磁感应强度B的大小为B=
C.金属棒的速度从v1变至恰为v2的过程,金属棒一定做加速度减小的加速运动
D.金属棒的速度从v1变至恰为v2的过程,金属棒上产生的焦耳热为
10.如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P之间接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒bc垂直导轨放置,其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。t=0时对金属棒bc施加一平行于导轨向上的外力F,金属棒bc由静止开始沿导轨向上运动,通过R的电荷量q随t2的变化关系如图乙所示。下列关于金属棒bc的加速度a、通过金属棒bc的电流I、金属棒bc受到的外力F、穿过回路cbPMc的磁通量Φ随时间t变化的图像中正确的是(　　)
11.如图所示,L是自感系数足够大的线圈,电阻可忽略不计,D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡。则下列说法中正确的是(　　)
A.S闭合瞬间,三个灯同时亮,最后D1、D2熄灭,D3变亮
B.S闭合瞬间,D1、D2先亮,D3后亮,最后三个灯亮度一样
C.S断开时,三个灯都闪亮一下再慢慢熄灭
D.S断开时,D3立即熄灭,D1、D2闪亮一下再慢慢熄灭
12.
圆形导体环用一根轻质细杆悬挂在O点,导体环可以在竖直平面内来回摆动,空气阻力和摩擦力均不计。在如图所示的正方形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直于圆环的摆动面指向纸内。下列说法中正确的有(　　)
A.导体环在摆动过程中机械能守恒
B.导体环进入磁场和离开磁场时,环中电流的方向一定相反
C.导体环通过最低点时,环中感应电流最大
D.最后导体环在匀强磁场中摆动时,机械能守恒
三、非选择题(本题共6小题,共52分)
13.(6分)如图所示,线圈A竖直放在绝缘的地面上,并与灵敏电流计G相连。电流计中若通过a到b的电流,指针向左偏转。则当一个条形磁铁从线圈的正上方由静止开始自由落下时,在磁铁的N极向下插入线圈的过程中:
(1)穿过线圈的磁通量Φ将　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)灵敏电流计的指针会向　　　　(选填“左”或“右”)偏转;
(3)地面对线圈的支持力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)线圈的重力。
14.(4分)如图甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示出在t=1×10-3 s时断开开关前后一段时间内通过线圈L的电流,如图乙所示。已知电源电动势E=6 V,内阻不计,灯泡R1的阻值为6 Ω,电阻R的阻值为2 Ω。
甲
乙
(1)开关断开时,该同学观察到灯泡亮度变化情况是　　　　　。
(2)开关断开瞬间线圈产生的自感电动势为　　　　V。
15.(10分)如图所示,边长为L的单匝正六边形金属框质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界匀强磁场中,金属框的下半部处于磁场内,磁场方向与金属框平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的规律为B=kt(k>0)。求:
(1)金属框中感应电流的方向;
(2)金属框中感应电动势的大小;
(3)从t=0时刻开始,经多长时间细线的拉力为零
16.(2020江苏常州高二上期中)(12分)如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从ab处由静止释放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计。求:
(1)金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2)金属杆离开磁场时速度的大小;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中通过金属杆的电荷量。
17.(8分)如图甲所示,在磁感应强度B=1.0 T的有界匀强磁场中(MN为边界),用外力将边长为L=10 cm的正方形金属线框向右匀速拉出磁场,已知在线框被拉出磁场的过程中,ab边受到的磁场力F随时间t变化的关系如图乙所示,以bc边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t=0)。求:
(1)金属线框被拉出磁场的过程中产生的热量Q;
(2)金属线框的电阻R。
18.(12分)如图所示,MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5 m的相同竖直光滑半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2 kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至NQ端的区域内存在竖直向上的匀强磁场,现有质量m=1 kg的ab金属杆以初速度v0=12 m/s水平向右运动,与cd绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd绝缘杆则恰好通过半圆导轨最高点,不计其他电阻和摩擦,ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好(不考虑cd杆通过半圆导轨最高点以后的运动),求:
(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v;
(2)正碰后ab杆的速度大小;
(3)电阻R产生的焦耳热Q。
参考答案：
1-5CCDDD
6-8CAD
9.AB
10.BC
11.AD
12.BD
13.
(1)增大(2分)　(2)左(2分)　(3)大于(2分)
14.
(1)闪亮一下后逐渐变暗(3分)　(2)15(3分)
15.
(1)逆时针方向　(2)　(3)
16.
(1),方向从P到M　(2)　(3)
17.
(1)2.0×10-3 J　(2)1.0 Ω
18.
(1) m/s　(2)2 m/s　(3)2 J