高二物理选择性必修二 第2章 电磁感应 单元复习专题练习（第1、2节）（含解析）

高二物理选择性必修二第2章《电磁感应》单元复习专题练习（第1、2节）
一、选择题：
1、ab为一金属杆，它处在如图所示的垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动，s为以a为圆心位于纸面内的金属圆环，在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触，A为电流表，其一端与金属环相连，另一端与a点良好接触。当杆沿逆时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（　　）
A．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向左
B． 有电流通过电流表，方向由c向d；作用于杆ab的安培力向右
C．有电流通过电流表，方向由d向c；作用于杆ab的安培力向右
D．无电流通过电流表，作用于杆ab的安培力为零
2、闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是(　　)
A．图甲回路中产生感应电动势 B．图乙回路中感应电动势恒定不变
C．图丙回路中0～t1时间内感应电动势小于t1～t2时间内感应电动势
D．图丁回路中感应电动势先变大后变小
3、关于感应电流，以下说法中正确的是(　　)
A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反
B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同
C.感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化
D.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反
4、如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框，以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场，线框的边长小于有界磁场的宽度。开始计时时线框的ab边恰与磁场的左边界重合，在运动过程中线框平面与磁场方向保持垂直，且ab边保持与磁场边界平行，则图中能定性的描述线框中c、d两点间的电势差Ucd 随时间变化情况的是（　　）
A． B． C． D．
5、如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁体，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释放，在条形磁体穿过圆环的过程中，条形磁体与圆环(　　)
A.始终相互吸引 B.始终相互排斥
C.先相互吸引，后相互排斥 D.先相互排斥，后相互吸引
6、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设运动的整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将(　　)
A．越来越大　　　　　　　 B．越来越小
C．保持不变 D．无法确定
7、如图甲所示的闭合圆线圈放在匀强磁场中，时磁感应强度垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的关系图像如图乙所示.则在0~2s内线圈中感应电流的方向为（ ）
A．逆时针 B．先逆时针后顺时针 C．顺时针 D．先顺时针后逆时针
8、如图所示，电阻为R的金属棒ab，从图示位置分别以速度、沿电阻不计的光滑轨道匀速滑到虚线处。若，则两次移动棒的过程中（ ）
A．回路中感应电流之比
B．回路中产生热量之比Q1 : Q2=2 : 1
C．外力做功的功率之比
D．回路中通过截面的总电荷量之比
9、如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中(　 )
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为0
D．线框的机械能不断增大
10、如图所示，间距、足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一阻值的定值电阻。直线MN垂直于导轨，在其左侧面积的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向里的磁场，磁感应强度B随时间增大，变化率为，在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小、方向垂直导轨所在平面向外的匀强磁场。时，某金属棒从MN处以的初速度开始水平向右运动，已知金属棒质量为1kg，与导轨之间的动摩擦因数，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．时，金属棒MN受到的安培力为1.5N
B．金属棒在运动过程中受到的安培力逐渐减小
C．金属棒最终将以2m/s的速度匀速运动
D．闭合回路中存在的感应电动势越来越小
11、如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)，则(　 )
A．电路中感应电动势的大小为
B．电路中感应电流的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．金属杆的热功率为
12、如图甲所示，正方形金属线圈abcd固定在磁场中，线圈匝数10，磁场方向与线圈所在平面垂直，规定垂直线圈平面向里为磁场的正方向，磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。已知正方形线框的边长，电阻，则下列说法正确的是（　　）
A．内磁通量的变化率为
B．1s～3s内线框ab边受到的安培力大小先减小后增大
C．内通过线框某一横截面的电荷量为3C
D．前4s内线框中产生的热量为8J
二、解答题：
13、在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流计指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
甲　　　　　　　　　乙　　
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。
A.减小电源两端的电压，保护电源B.增大电源两端的电压，保护开关
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，保护开关
(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
14、如下图（甲）所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，导轨一端通过导线与阻值为R的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属杆。金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场的方向竖直向下。现用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，金属杆最终将做匀速运动，当改变拉力的F大小时，金属杆相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如题图（乙）所示。（取g=10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，求磁感应强度B和金属杆与导轨间的动摩擦因数各为多大？
15、如图所示，宽度L＝0.2m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R＝3Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5T。一根质量为m＝0.2kg的导体棒MN放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为r＝1Ω，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以v＝2m/s的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计，经过一段时间后撤去外力，求：
（1）导体棒匀速运动过程中棒两端电势差；
（2）作用在导体棒上的拉力大小F；
（3）从撤去外力到导体棒停止运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
16、如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v＝4．0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
(1)ac棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。
17、图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l=0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×10-3kg、电阻r=1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，电阻R1消耗的电功率P1为0.12W，重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）杆ab达到稳定状态时的速率v ；
（2）滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。
参考答案
一、选择题：
1、 A 2、B 3、C 4、 B 5、D
6、 C 7、C 8、A 9、B 10、 C
11、B 12、 B
二、解答题：
13、解析：(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故本题答案为选项C。
(2)由题知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将原线圈A插入副线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入电流计，则灵敏电流计的指针将向右偏转。
14、解析：（1）根据牛顿第二定律而
故金属杆在匀速运动之前做加速度减小的加速运动；
（2）金属杆产生的感应电动势E=BLv 感应电流
金属杆所受的安培力由题意可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零，即有所以
从图线可以得到直线的斜率k=2 联立可得
将数据代入可解得B=1T 由f=μmg=2N 得
15、【答案】（1）；（2）0.005N；（3）0.3J
【详解】（1）导体棒匀速运动切割磁感线产生感应电动势
电路电流为（方向为逆时针）
则，所以
（2）导体棒所受安培力为
导体棒受力平衡，则
（3）根据能量守恒
电阻R上产生的焦耳热为
16、【答案】　(1)0.80 V　(2)4．0 A　(3)0.80 N
【解析】　(1)ac棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小E＝Blv＝0.40×0.50×4．0 V＝0.80 V。
(2)回路中感应电流的大小I＝＝ A＝4．0 A
由右手定则知，ac棒中的感应电流由c流向a。
(3)ac棒受到的安培力大小F安＝BIl＝0.40×4．0×0.50 N＝0.80 N，
由于导体棒匀速运动，水平方向受力平衡，则F外＝F安＝0.80 N。
17、【答案】（1）；（2）
【详解】（1）设金属杆处于稳定状态时，两端电压为U解得
设金属杆处于稳定状态时，通过金属杆的电流为I 解得
根据闭合电路欧姆定律得 解得 根据 解得
（2）电阻R1的电流为 电阻R2的电流为
电阻R2的阻值为