第二章电磁感应检测卷（有答案）-2023-2024学年高中物理人教版选择性必修第二册

第二章电磁感应检测卷
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1． 飞机水平匀速飞越南极上空时，由于地磁场的作用，下列说法正确的是（　　）
A．从东向西飞行，机翼上有从左向右的电流
B．从东向西飞行，机翼上有从右向左的电流
C．从西向东飞行，左侧机翼电势较高
D．从西向东飞行，右侧机翼电势较高
2． 如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈相连。导线圈在的中间，与共面放置。要使中获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒的运动情况可能是（　　）
A．向右匀速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
3．如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　）
A．铝框与磁铁转动方向相反
B．铝框始终与磁铁转动的一样快
C．铝框是因为受到安培力而转动的
D．当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
4．在如图所示的电路中，、是两个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断错误的是（　　）
A．刚闭合瞬间，灯和灯同时亮
B．闭合后电路稳定前，灯逐渐变暗
C．闭合电路稳定后，灯和灯亮度相同
D．闭合电路稳定后，再断开时，灯闪亮一下后熄灭
5．如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（　　）
A．回路中感应电流大小不变，为
B．回路中感应电流方向不变，为C→R→D→C
C．电势
D．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
6． 如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。相同的铜棒a、b平行地静止在导轨上且与导轨接触良好，每根铜棒的长度等于两导轨的间距、电阻为R、质量为m。现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是（　　）
A．铜棒b获得的最大速度为
B．铜棒b的最大加速度为
C．铜棒b中的最大电流为
D．铜棒b中产生的最大焦耳热为
7．如图所示为宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，以线框cd边刚进入磁场的时刻为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正，安培力F向左为正。则以下关于线框中的感应电流I、ab两点间的电势差、安培力F和线框的发热功率P随时间变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef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于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．在时刻，导体棒以速度从导轨的左端向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，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．下列是教材中的四幅插图， 说法正确的是（　　）
A．图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快
B．图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，炉内的金属中会产生大量热量，从而冶炼金属
C．图丙：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起（从而保护电表指针） 这是利用了电磁阻尼原理
D．图丁：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下
10． 如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）
A．若铜盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C板电势高
B．铜盘产生的感应电动势为E感
C．若一电子（不计重力）从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，则电子射入时速度为
D．若有一带电量为-q的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动，则小球的质量为
11．如图所示，水平地面（ 平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（　　）
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P到M过程的感应电动势与从P到N过程的感应电动势相等
12．图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流
C．图乙中，变阻器R与的电阻值不相同
D．图乙中，断开后极短时间内，中有从右向左的电流
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．某同学用以下实验装置探究电磁感应现象中的感应电流，G为灵敏电流计（已知电流从“＋”接线柱流入，指针向右偏转；电流从“－”接线柱流入，指针向左偏转）。
甲 乙
（1）如图甲，当导体棒ab水平向右运动时，该同学观察到灵敏电流计的指针　 　（填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（2）如图乙，闭合开关S的瞬间，该同学观察到灵敏电流计的指针　 　（填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（3）如图乙，闭合开关S，电路稳定后，快速移动滑动变阻器的滑片与缓慢移动滑动变阻器的滑片相比，观察到灵敏电流计的指针偏角更　 　（填“大”或“小”）。
14． 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，在线圈外接一个阻值的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的圆形匀强磁场中，磁场的大小和线圈完全重合，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求：
（1）时电阻R上的电流大小和方向；
（2）若把圆形磁场半径缩小为原来的一半，求4~6s内通过电阻R的电荷量。
15． 如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。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。一根质量为的导体棒放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求：
（1）导体棒运动过程最大速度；
（2）从开始运动到过程中导体棒通过的位移；
（3）整个运动过程中电阻上产生的焦耳热。
16．如图所示，间距为的光滑平行金属导轨固定在水平地面上，现垂直导轨放置一个有效电阻为的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻，阻值分别为，，其他电阻不计，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，当直导体棒在导轨上以的速度向右匀速运动时，求：
（1）流过和的电流大小；
（2）导体棒克服安培力做功的瞬时功率。
17．如图甲所示，两根相距L的“”形平行光滑的金属导轨由倾斜部分和水平部分组成，为倾斜导轨与水平导轨平滑衔接点，倾斜部分的倾角为，在方形区域内存在一垂直斜面向上的匀强磁场，其磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示；在水平导轨的右端区域存在另一垂直水平导轨向下的匀强磁场，导体棒cd静置于磁场中，其中点用轻绳经过滑轮与质量为M的物块相连，物块放在水平地面上，轻绳处于竖直方向上且刚好拉直；时，一质量为m的导体棒ab从距离边界L处静止释放，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好。已知：，，，ab棒的电阻，cd棒的电阻，，，，答案可以用分数表示，求：
（1）时导体棒ab中电流大小；
（2）导体棒ab从静止释放至运动到过程中ab棒产生的焦耳热；
（3）定量画出时间内地面对物块的支持力随时间变化的关系图，并写出计算过程。
答案解析部分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．D
2．C
3．C
4．C
5．A
6．A
7．B
8．A
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，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．B,C,D
10．A,D
11．A,C
12．B,D
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．（1）向左偏转
（2）向左偏转
（3）大
14．（1）解：时，线圈内产生的感应电动势大小为
感应电流的大小为
由楞次定律可知，电阻上感应电流的方向为从到；
（2）解：把磁场半径缩小为原来的一半，面积
内产生的平均感应电动势为
产生的平均感应电流为
内通过的电荷量为
15．（1）解：导体棒切割磁感线电动势
电流
安培力
当速度最大时
求得
（2）解：由动量定理得
联立得
（3）解：由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量等于力F做的功
由焦耳热分配定律，整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为
解得
16．（1）解：由
得
总电阻
干路电流
流过的电流
流过的电流
（2）解：导体棒受到的安培力
克服安培力做功的功率
17．（1）由法拉第电磁感应定律，可得
根据闭合电路欧姆定律，有
（2）0~1s内
1~1.5s内
所以ab棒上产生的总热量为
（3）未进入磁场之前，根据牛顿第二定律，有
解得
又
解得
所以0~1s内地面支持力
ab棒进入磁场时的速度
感应电流
此时ab棒受到的安培力
ab棒恰好匀速进入磁场，在磁场中运动时间
所以1~1.5s内地面支持力
在水平面上运动时
，
则支持力的图像为