2023-2024学年粤教版选择性必修2第二章《电磁感应》单元测试B卷

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2023-2024学年 粤教版选择性必修2 第二章《电磁感应》单元测试B卷
B卷（后附答案解析）
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．下列跟磁通量有关的说法，正确的是（　　）
A．磁感应强度为B的匀强磁场穿过面积为S的线圈，则穿过线圈的磁通量
B．穿过线圈的磁通量为零时，线圈处磁场的磁感应强度不一定为零
C．穿过线圈的磁通量越大，则磁通量的变化率也越大
D．磁通量的变化，一定是由磁场的变化引起的
2．如图所示，将粗细均匀的导体圆环固定在竖直平面内，圆环半径为a，圆环的最高点A处用铰链连接粗细均匀的导体棒AD，导体棒的长度为2a，电阻为r，圆环电阻不计，整个装置处于垂直纸面向里的 x匀强磁场中。现使导体棒AD绕铰链从水平位置开始顺时针匀速转动，导体棒与圆环始终接触良好。导体棒转动一周的过程中，i表示 x流过导体棒的电流，取电流从A流向D的方向为正方向，则正确描述电流i随时间t变化关系的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，A1和A2是两个电阻为R的灯泡，A1与自感线圈L（直流电阻为零）串联后接到电路中，A2与电阻R串联后接到电路中，先闭合开关S，调节电阻R1，使A1灯泡正常发光，然后断开开关S，则（　　）
A．A1、A2立即熄灭 B．A2立即熄灭，A1逐渐熄灭
C．A1闪亮后逐渐熄灭 D．A2闪亮后逐渐熄灭
4．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场方向向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，。则（　　）
A．t=1s时，导体环中电流为零
B．第2s内，导体环中电流与正方向相反
C．第3s内，通过导体环中电流大小为10-3A
D．第4s内，通过导体环中电流大小为10-2A
5．如图所示导体电路放置在水平面内，处于竖直向下、范围足够大的匀强磁场中，平行光滑且足够长的金属导轨上放置导体棒MN，水平导体棒与导轨垂直且电接触良好，时刻单刀双掷开关S拨到l位置，电源给电容器C充电，t1时刻又将S拨到2位置，电容器C通过MN连接的回路放电，以下关于电容器充放电电流ic、电容器两极电压Uc、棒MN的速度v及棒MN两端电压UMN随时间f变化图象正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．根据外媒某军事杂志一篇关于中国航母的报道，其猜测中国自行设计建造的第三艘国产航母将采用电磁弹射装置．航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去．则下列说法正确的是
A．金属环向左运动过程中将有扩大趋势
B．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去
C．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射
D．合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
7．如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角θ=37°，导轨电阻不计。正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同，质量均为m，垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界ab处，乙位于甲的上方，与甲间距也为L。现将两金属杆同时由静止释放，从此刻起，对甲金属杆施加沿导轨的拉力，使其始终以大小为a=g的加速度向下做匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，从乙金属杆进入磁场直至其离开磁场的过程中（　　）
A．每根金属杆的电阻R=
B．每根金属杆的电阻R=
C．回路中通过的电荷量Q=
D．回路中通过的电荷量Q=
评卷人得分
二、多选题
8．图甲所示的电路中电阻，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线总电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，磁感应强度向下为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻中的电流方向是从到
B．感应电流的大小是
C．内通过电阻的电荷量为
D．点的电势为
9．如图所示，带铁芯的、电阻较小的线圈L和灯泡并朕，当闭合开关S后，灯正常发光，下列说法中正确的是（ ）
A．当断开S时，灯立即熄灭
B．当断开S时，灯突然闪亮后熄灭
C．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯立即熄灭
D．若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯突然闪亮后熄灭
10．如图1所示，一固定的矩形导线框ABCD置于两个方向相反的匀强磁场B1和B2中，两磁场的分界线位于导线框的中线上。从t=0时刻开始，两磁场的磁感应强度的大小按图2变化，且B1比B2磁场变化快，则（　　）
A．导线框形成逆时针的电流
B．导线框中电流会逐渐变大
C．整个导线框受到的安培力不为零
D．若B1和B2图线的斜率绝对值相等，则导线框中电流为零
11．如图所示，水平放置的光滑金属导轨固定在磁感应强度大小为、方向与所在平面垂直的匀强磁场中，为的角平分线。时刻，单位长度电阻恒定的金属棒在水平外力作用下从点由静止向右做匀加速直线运动，运动中与导轨接触良好且垂直。设回路中感应电流的大小为，金属棒受到的安培力的瞬时功率为，水平外力大小为，流过回路横截面的电荷量为，导轨电阻不计，则下列关于、、、随时间变化的图象中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：（选填“向左偏”“向右偏”）
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 ；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针 ；
（2）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
（3）根据实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为 。
13．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分，请补充完整。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道 。
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。电路稳定后，若向左移动滑片，电流表指针向 偏转，若将线圈A抽出，电流表指针向 偏转。（均选填“左”或“右”）
评卷人得分
四、解答题
14．如图甲所示，一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值为，线圈与阻值的电阻、电容的电容器组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。求：
（1）电阻R中电流的方向；
（2）a、b两点间的电势差；
（3）电容器C所带的电量Q。
15．如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m。轨道左端接一阻值R=0.50的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒ab垂直于轨道放置．并与轨道始终接触良好，不计轨道和导体棒的电阻，当导体棒速度为5m/s时。
（1）判断流过导体棒ab中的电流方向；
（2）计算电路中感应电动势大小；
（3）计算电路中的感应电流的大小。
16．如图甲所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨之间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨的间距为L，导轨顶端接入一个定值R，导轨的电阻不计。一质量为m，电阻为r的金属棒ab垂直于导轨放置，由静止释放，经过时间t，速度达到最大值。则：
(1)金属棒的最大速度；
(2)金属棒从静止达到最大速度的过程中，定值R产生的热量Q；
(3)如图乙所示，若将电阻换成一个电容大小为C的电容器。求金属棒由静止开始经过相同时间t后，电容器所带的电荷量q。
(
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
解析：A．面积为S的线圈放入磁感强度为B的匀强磁场中，穿过该线圈平面的磁通量大小为，其中为线圈平面与磁感应强度的夹角，故A错误；
B．磁通量为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零，B正确；
C．磁通量的变化率，是单位时间穿过线圈的磁通量的变化率的大小，故磁通量的变化率与穿过线圈的磁通量的大小无关，C错误；
D．磁通量的变化，可能是由磁场穿过线圈的有效面积变化引起的，D错误。
答案：B。
2．C
解析：金属棒AD与圆环接触点间的电动势为
电阻为
由欧姆定律可知电流为
顺时针转动过程中前半个周期有电流，由右手定则或楞次定律可以判定电流由A指向D，后半个周期，即转到180°后不再构成回路，金属棒AD中无电流。
答案：C。
3．D
解析：由于先闭合开关S，调节电阻R1，使A1灯泡正常发光时，通过A1灯泡的电流大于通过A2灯泡的电流，然后断开开关S，根据断电自感特点，通过A1灯泡的电流逐渐减小，并且通过A2灯泡，由于，所以A1不会立即熄灭，A2闪亮后逐渐熄灭，则D正确；ABC错误；
答案：D。
4．C
解析：A．由图乙可知，t=1s时，磁感应强度为0，但磁感应强度的变化率不为0，导体环有感应电动势，导体环中有感应电流，故A错误；
B．第2s内，线圈中的磁通量向上，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流产生向下的磁场，导体环中电流方向为顺时针，即正方向，故B错误；
C．第3s内，导体环中感应电动势大小为
第3s内，通过导体环中电流大小为
故C正确；
D．第4s内，导体环中感应电动势大小为
第4s内，通过导体环中电流大小为
故D错误。
答案：C。
5．C
解析：时刻单刀双掷开关S拨到l位置，电容器充电，电容器两极电压等于电源电动势；开关S拨到l位置时电容器充电电流最大，然后逐渐减小，电容器充电完毕，电流为零；将S拨到2位置之前，棒MN无电流，棒MN两端电压UMN为零，棒MN处于静止；
t1时刻，将单刀双掷开关S拨到2位置，电容器处于放电状态，电流逐渐减小，根据可知电容器两极电压逐渐减小；有电流流过棒MN，在安培力作用下棒MN运动，在棒MN运动过程中，由于切割磁感线也将产生电动势，该电动势方向和电容器电压相反，故电路中电流是变化的，当棒MN的感应电动势和电容器电压相等时，棒MN棒匀速运动，故棒MN先做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速运动，故A、B、D错误，C正确；
答案：C。
6．D
解析：A、固定线圈上突然通过直流电流，穿过环的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，还有缩小的趋势，故A错误；
B、若金属环放在线圈右方，根据“来拒去留”可得，环将向右运动；故B错误；
C、根据“来拒去留”，在线圈上突然通过直流电流时，环都会受到向左的力的作用，与电源的正负极无关，故C错误；
D、线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由右侧看为顺时针；故D正确．
7．D
解析：AB．乙进入磁场前的加速度
a=gsinθ=g
可知其加速度与甲的相同，甲、乙均做匀加速运动，运动情况完全相同，可知乙进入磁场时，甲刚出磁场。乙进入磁场时的速度
v==
由于乙刚进入磁场时做匀速运动，受力平衡，有
mgsinθ=
故
R=
AB错误；
CD．从乙进入磁场至出磁场的过程中，回路中通过的电荷量
Q=It=·=
结合
R=
可得
Q=
C错误，D正确。
答案：D。
8．ACD
解析：A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从下向上，通过电阻的电流方向是从到，选项A正确；
B．根据法拉第电磁感应定律有
由图知
代入数据解得
由闭合电路欧姆定律得
因此感应电流的大小是恒定的，选项B错误；
C．由电量的公式
选项C正确；
D．在外电路
顺着电流方向电势降低，因的电势等于零，那么点的电势为，D正确。
答案：ACD。
9．BC
解析：电键断开前，电路稳定，灯 A 正常发光，线圈相当于直导线，电阻较小，故流过线圈的电流较大；电键断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈成为A、L回路的电源，故灯泡反而会更亮一下后熄灭，故A错误，B正确；若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，则不会发生自感现象，故断开S时，灯A立即熄灭，故C正确，D错误．
10．AC
解析：A．根据图2可知穿过线圈总的磁通量为垂直纸面向里，并且在增大，根据楞次定律可知电流方向为逆时针方向，故A正确；
B．由于磁通量是均匀变化的，所以感应电流是恒定的，故B错误；
C．由于对称边所在磁场大小不同，而电流相同，所以安培力的合力不为零，故C正确；
D．由于左边垂直纸面向里的磁场增大，右边垂直纸面向外的磁场减小，产生的感应电流方向相同，所以导线中电流不为零，故D错误。
答案：AC。
11．AD
解析：A．设导体棒的加速度为a，经过时间t，则导体棒的运动的距离
x=vt
导体棒的有效长度
L=2vttanθ
导体棒的电阻
R=r0L
感应电动势
E=BLv
则回路的电流
选项A正确；
B．金属棒受到的安培力的瞬时功率为
选项B错误；
C．根据牛顿第二定律
F-F安=ma
解得水平外力大小
则选项C错误；
D．流过回路横截面的电荷量为
选项D正确。
答案：AD。
12． 向右偏 向左偏 BD/DB 闭合回路的磁通量发生改变
解析：（1）[1]闭合电键磁通量增加，指针向右偏转。将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下。
[2]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。
（2）[3]如果副线圈B两端不接任何元件，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，没有感应电流存在。但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向。
答案：BD。
（3）[4]根据实验探究，可以总结出感应电流产生的条件为闭合回路的磁通量发生改变。
13． 见解析 右 左
解析：（1）[1]探究线圈中感应电流的方向必须先知道：①电流表指针偏转方向与电流从正（负）接线柱流入时的关系，②线圈的绕向，③电流表指针的偏转方向。
（2）[2]开关闭合时，线圈A产生的磁场由无到有，穿过线圈B的磁通量增加，若将滑片向左移动，线圈A中电流增加，穿过B的磁通量也增加，且磁场方向未变，所以电流表指针偏转方向与开关闭合时的偏转方向相同，即向右偏转；
[3]若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转。
14．(1)a到b；(2)4.5V；(3)4.5C
解析：(1)根据楞次定律，可知通过R的电流方向为从a到b。
(2)根据法拉第电磁感应定律，有
根据分压原理，有
(3) 电容器C所带的电量Q为
15．（1）由b流向a；（2）1V；（3）2A
解析：(1)根据右手定则可知，流过导体棒ab中的电流方向为由b流向a。
(2)根据法拉第电磁感应定律得
=0.4×0.5×5=1V
(3)根据闭合电路的欧姆定律得
联立解得
I=2A
16．(1)；(2)；(3)
解析：(1)金属棒ab的最大速度时，根据平衡条件有
则电流为
联立解得
(2)根据动量定理有
又电量
根据能量守恒定律有
且
联立解得
(3)根据牛顿第二定律有
变形得
解得
匀加速直线运动，根据动量定理有
解得
答案第1页，共2页
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