第2章 电磁感应 章末综合巩固试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
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| 名称 | 第2章 电磁感应 章末综合巩固试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 10:10:25 | ||
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文档简介
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第2章 电磁感应 章末综合巩固试题
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．玩滑板车是小朋友们最喜爱的一项运动，滑板车的竖梁和车把均由金属材料制成。如图所示，辽宁某女孩正在从南往北沿直线滑行，不考虑地磁偏角的存在，下列结论正确的是（ ）
A．竖梁上A点比B点电势低 B．竖梁上A点比B点电势高
C．车把左端的电势比车把右端的电势高 D．车把左右两端的电势差的大小与车速无关
2．2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试运行试验如图1，图2是磁浮的原理图，图2中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（ ）
A．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失
B．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
C．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失
D．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
3．如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，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．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动
B．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动
C．无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动
D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
4．无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．无线充电效率高，线圈不发热
B．无线充电基座可以用稳恒直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
5．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
6．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图。炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食。因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。以下说法正确的是（ ）
A．最好使用铝锅或铜锅
B．最好使用平底不锈钢锅或铁锅
C．最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅
D．在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热
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，则下述结论中正确的是（ ）
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，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个相同的灯泡。则（ ）
A．当S闭合瞬间，A灯不亮B灯亮
B．当S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭
C．当S断开瞬间，a点电势比b点电势低
D．当S断开瞬间，流经灯泡B的电流由a到b
9．如图所示，两条相距 d的平行金属导轨位于同一水平面内。金属杆ab在导轨上以速度水平向左匀速运动，其左侧磁感应强度大小为 B的矩形匀强磁场区域MNPQ也以速度匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（ ）
A．0 B． C． D．
10．如图所示，两个宽度均为a的竖直边界区域，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等，方向相反，且与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图象是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
11．如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（ ）
A．在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B．在t1~t2时间内，L有收缩趋势
C．在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D．在t2~t3时间内，L有扩张趋势
12．如图所示，单匝线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。则第二次与第一次（ ）
A．线圈中电动势之比为1︰1
B．线圈中电流之比为2︰1
C．通过线圈的电量之比为4︰1
D．线圈中产生的热量之比为2︰1
13．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则（ ）
A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同
D．电路接通稳定后，S断开时，B、C灯逐渐熄灭
14．如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（ ）
A．通过的电流方向为自上而下
B．感应电动势大小为
C．理想电压表的示数为
D．理想电流表的示数为
三、实验题
15．在用下图装置“研究闭合电路中感应电动势大小的影响因素”实验中，强磁铁固定在小车上，小车可用弹簧以不同的速度弹出，让强磁铁以不同速度穿过闭合线圈（线圈电阻可忽略不计），用光电计时器记录挡光片通过光电门的时间，用电压传感器记录线圈在这段时间内的平均感应电动势E，实验数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6
8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462
0.128 0.142 0.170 0.191 0.202 0.244
(1)实验中，每次挡光片通过光电门的时间内，线圈磁通量变化量 （选填“相等”或“不相等”）；
(2)从表中数据可得，时间越小，线圈产生的感应电动势E （选填“越小”或“越大”）；
(3)要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作 图像；
A． B． C．
四、解答题
16．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，下端通过导线连接阻值为R=1.5Ω的电阻，阻值为r=0.5的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5T，使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑距离x=1.6m时，恰好达到最大速度。已知金属棒质量为m=0.05kg，重力加速度为g=10m/s2，求在此过程中：
(1)金属棒达到的最大速率；
(2)电阻R产生的焦耳热；
(3)通过电阻R的电荷量；
(4)此过程经历的时间。
17．如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为，总电阻，A右侧所接电路中，电阻，，电容，开关闭合。A中有横截面积为的区域D（图中虚线），D内有图乙所示的变化磁场，时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里。
（1）闭合，电路稳定后，通过的电流大小；
（2）闭合，电路稳定后再断开，通过的电荷量。
18．如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直．一足够长，质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行．棒单位长度的电阻为ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky（SI）．求：
（1）导体轨道的轨道方程y=f（x）；
（2）棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；
（3）棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功．
19．如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨，导轨间距为，导轨左端连接的定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，将电阻为（接入电路中的电阻）的金属棒ab垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨电阻不计，规定水平向右为x轴正方向，在处给棒一个向右的初速度，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，在运动过程中受的安培力FA随位移x的关系图象如图乙所示。求：
(1)金属棒速度时，金属棒受到安培力大小FA1；
(2)金属棒运动到时，速度大小v2；
(3)估算金属棒运动到的过程中克服安培力做功值WA。
20．如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=37°的斜面固定在水平地面，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度B=0.5T，其边界与斜面底边平行，磁场上边界到挡板的距离s=0.525m。一个均匀分布且质量m=0.10kg、总电阻R=0.5Ω的单匝矩形闭合金属线框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，用F=1.45N的恒定拉力，垂直于cd边且沿斜面向上拉线框，让线框从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时立即撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程中没有机械能损失，且碰撞的时间可忽略不计。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数0.75（设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求：
(1)线框ad边的长度；
(2)线框cd边刚进入磁场时的速度大小；
(3)已知线框向下运动通过磁场区域，在离开磁场前线框速度已减为零，求线框在斜面上运动的整个过程中电流产生的焦耳热；
(4)求线框最后静止时cd边距挡板的距离。
参考答案
1．C
AB．因在辽宁地磁场有竖直向下的竖直分量，有由南向北的水平分量，则从南往北沿直线滑行时，AB不切割磁感线，即AB两点电势相等，选项AB错误；
CD．根据右手定则可知，车把左端的电势比车把右端的电势高，且车速越大，电势差越大，选项C正确，D错误。
故选C。
2．B
磁悬浮是利用了同性磁极相互排斥的原理，在乙放入磁场向下运动的过程中，圆环内的磁通量是增大的，由楞次定律可知图2中超导圆环乙中的感应电流所激发的磁场的N极是向下的，由右手螺旋定则可知俯视时感应电流沿着顺时针方向；由于超导体电阻为零，所以当乙稳定后感应电流将仍然存在。故ACD错误，B正确。
故选B。
3．A
ABC．根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动，故A正确，B错误，C错误；
D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝框会逐渐减速直停止运动，故D错误。
故选A。
4．C
A．接收线圈的磁通量只是发射线圈产生的一部分，则无线充电效率低；充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，故A错误；
B．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故B错误；
C．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故C正确；
D．如果手机内没有接受线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故D错误。
故选C。
5．C
AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；
C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；
D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，故D错误；
故选C。
6．B
AB．铝和铜不是导磁材料，所以电磁炉不能用这两种材料制作的锅具，最好使用平底不锈钢锅或铁锅，选项A错误，B正确；
C．因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流，则不能使用陶瓷锅或耐热玻璃锅，选项C错误；
D．因为磁感线能穿过白纸，铁质锅具有足够的磁感线穿过，故电磁炉能正常工作，选项D错误。
故选B。
7．C
AB．根据右手定则可知，圆盘逆时针方向匀速转动时，产生的感应电流从圆心指向圆盘边缘，则边缘电势最高，选项AB错误；
C．由安培定则可知，螺线管内部的磁场从F指向E，选项C正确；
D．圆盘可以看成无数根金属条并联切割磁场，产生的电动势为
电动势恒定，因此产生恒定的感应电流，则螺线管的磁场恒定，穿过铜环的磁通量不变，铜环中无感应电流，选项D错误。
故选C。
8．D
A．电键S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，故A错误；
BCD．稳定后当电键K断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源左端为高电势，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由a到b，a点电势比b点电势高，B闪一下再熄灭，故D正确，BC错误；
故选 D。
9．C
导体棒切割磁感应线产生的感应电动势计算公式中的v是金属棒相对于磁场方向的速度，由于金属杆ab在导轨上以速度水平向左匀速运动，该磁场区域也以速度匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，金属杆相对于磁场的速度大小为、
所以杆中产生的感应电动势的大小为
故选C。
10．A
线框刚进入磁场时磁通量向外增加，感应磁场向里，因此感应电流方向为顺时针，电流i应为负；随着线框的运动，导线切割磁感线长度增加，感应电流增加，由于三角形边的长度为a，故在0-a距离内电流负方向增加；线框进入右边磁场之后，由楞次定律可知，磁通量向外减小，根据楞次定律可知感应电流为逆时针，且逐渐增加，且两边均切割磁感应线，感应电流方向一致，所以最大电流为完全进入磁场时的2倍；当线框出磁场的过程中，磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针负方向，且电流强度逐渐增大，故A正确、BCD错误。
故选A。
11．AB
A．在t1~t2时间内，磁感应强度增加，根据增反减同可知，L内有逆时针方向的感应电流，A正确。
B．图线的斜率逐渐变大，经过导线中的电流变大，该电流激发出增大的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流，据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势，B正确。
C．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，C错误。
D．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，L也就没有扩张的趋势，D错误。
故选AB。
12．BD
A．由线圈中电动势可知，线圈第一次以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，线圈中电动势之比为2︰1，故A错误，不符合题意；
B．线圈中电动势之比为2︰1，线圈中电流之比为2︰1，故B正确，符合题意；
C．通过线圈的电量为
所以通过线圈的电量之比为1︰1，故C错误，不符合题意；
D．线圈中产生的热量为
所以线圈中产生的热量之比为2︰1，故D正确，符合题意。
故选BD。
13．AD
A．由图可知，电路中A灯与线圈L并联后与B灯串联，再与C灯并联。S闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻很小，逐渐将A灯短路，A灯逐渐熄灭，故A正确；
B．A灯逐渐熄灭，A灯的电压逐渐降低，B灯的电压逐渐增大，B灯逐渐变亮，故B错误；
C．电路接通稳定后，A灯被线圈短路，完全熄灭，B、C并联，电压相同，亮度相同，故C错误；
D．电路接通稳定后，S断开时，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过B、C灯，所以，B、C灯逐渐熄灭，故D正确。
故选AD。
14．BCD
A．根据右手定则判断可知，导体棒的圆心O点的电视高，因此流过R1的电流方向为自下而上，A错误；
B．辐条产生的感应电动势为
B正确；
C．外电路为磁场外半根杆辐条与R1并联，外电路电阻为，内电阻为，电压表测量的是外电压，则电压表的示数为
C正确；
D．根据欧姆定律可知，理想电流表的示数为
D正确。
故选BCD。
15． 相等 越大 B
(1)[1]实验中，每次挡光片通过光电门的时间内，线圈磁通量变化量相等；
(2)[2]从表中数据可得，时间越小，线圈产生的感应电动势E越大；
(3)[3]由表中实验数据可知，感应电动势E与和挡光时间△t的乘积近似一定，说明感应电动势E与挡光时间△t成反比，则感应电动势E与挡光时间△t的倒数成正比，为了研究E与△t的关系，可在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间△t的倒数的关系图线，即图像，故选C。
16．(1) 2m/s；(2)0.225J；(3)0.4C；(4)1.2s
(1)金属棒产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律可得
金属棒受到的安培力为
F=BIL
联立得
当金属棒所受合外力为零时，速度最大，有
mgsinθ=F
解得
(2)根据能量守恒定律，可得
根据串联规律有
联立方程，代入数据解得
(3)通过电阻的电荷量为
电路中的平均感应电流为
平均感应电动势为
联立方程，代入数据解得
(4) 由动量定理可得
mgsin t -t mv
L
联立方程，代入数据解得
t=1.2s
17．（1）0.8A；（2）
（1）根据法拉第电磁感应定律
解得
闭合，电路稳定后，电容断路，则通过的电流
（2）电路稳定后再断开，电容会释放储存的电荷，断开前电容两端的电压和两端的电压相等
因此电容储存的电荷量
故通过的电荷量为。
18．（1）（2）（3）
（1）设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为（±），安培力的功率
棒做匀加速运动
代入前式得
轨道形状为抛物线．
（2）安培力=
以轨道方程代入得
（3）由动能定理
安培力做功
棒在处动能
外力做功．
根据安培力的功率，匀变速直线运动位移速度关系，导出轨道的轨道方程和安培力随y的变化关系；通过动能定理计算棒运动过程中外力做的功．
19．(1)1.0N；(2)0.9m/s；(3)2.08J
(1)由法拉第电磁感应定律，感应电动势为
E1=BLv1
由闭合电路欧姆定律，回路中感应电流
由安培力公式
FA1=BLI1
联立解得
FA1=1.0N
(2)由图乙可得，金属棒运动到x=3m处，受到的安培力FA2=0.9N，根据安培力公式
F=BIL
可得
解得
v2=0.9m/s
(3)由FA-x图象中图线与x轴围成面积值就等于此过程安培力做的功，由图可得，在0~3m区域内大约有104个小方格，每个小方格面积值0.1×0.2=0.02J，所以此过程克服安培力做功
WA≈0.02×104=2.08J
20．(1) 0.4m；(2)2m/s；(3)0.25J；(4)0.925m
(1)由图可知，线框穿过磁场区域过程中一直匀速运动，所以线框ad边的长度
(2)由电磁感应定律知
线框中电流
由匀速知
解得
(3)线框上升穿过磁场所用时间
线框上升过程中
线框向上穿出磁场后，设到达挡板时线框速度为v1，由动能定理
解得
线框向下返回时，由于
则返回时产生的焦耳热
解得
整个过程中的焦耳热
(4)线框最后静止时cd边距挡板的距离
x=D+s=0.925m
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第2章 电磁感应 章末综合巩固试题
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．玩滑板车是小朋友们最喜爱的一项运动，滑板车的竖梁和车把均由金属材料制成。如图所示，辽宁某女孩正在从南往北沿直线滑行，不考虑地磁偏角的存在，下列结论正确的是（ ）
A．竖梁上A点比B点电势低 B．竖梁上A点比B点电势高
C．车把左端的电势比车把右端的电势高 D．车把左右两端的电势差的大小与车速无关
2．2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试运行试验如图1，图2是磁浮的原理图，图2中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（ ）
A．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失
B．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
C．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失
D．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
3．如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，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．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动
B．从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动
C．无论磁铁向哪个方向转动，铝框都不会转动
D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
4．无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．无线充电效率高，线圈不发热
B．无线充电基座可以用稳恒直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理
D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
5．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向
D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
6．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图。炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食。因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。以下说法正确的是（ ）
A．最好使用铝锅或铜锅
B．最好使用平底不锈钢锅或铁锅
C．最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅
D．在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热
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，则下述结论中正确的是（ ）
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，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个相同的灯泡。则（ ）
A．当S闭合瞬间，A灯不亮B灯亮
B．当S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭
C．当S断开瞬间，a点电势比b点电势低
D．当S断开瞬间，流经灯泡B的电流由a到b
9．如图所示，两条相距 d的平行金属导轨位于同一水平面内。金属杆ab在导轨上以速度水平向左匀速运动，其左侧磁感应强度大小为 B的矩形匀强磁场区域MNPQ也以速度匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（ ）
A．0 B． C． D．
10．如图所示，两个宽度均为a的竖直边界区域，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等，方向相反，且与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图象是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
11．如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（ ）
A．在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B．在t1~t2时间内，L有收缩趋势
C．在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D．在t2~t3时间内，L有扩张趋势
12．如图所示，单匝线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。则第二次与第一次（ ）
A．线圈中电动势之比为1︰1
B．线圈中电流之比为2︰1
C．通过线圈的电量之比为4︰1
D．线圈中产生的热量之比为2︰1
13．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则（ ）
A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同
D．电路接通稳定后，S断开时，B、C灯逐渐熄灭
14．如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（ ）
A．通过的电流方向为自上而下
B．感应电动势大小为
C．理想电压表的示数为
D．理想电流表的示数为
三、实验题
15．在用下图装置“研究闭合电路中感应电动势大小的影响因素”实验中，强磁铁固定在小车上，小车可用弹簧以不同的速度弹出，让强磁铁以不同速度穿过闭合线圈（线圈电阻可忽略不计），用光电计时器记录挡光片通过光电门的时间，用电压传感器记录线圈在这段时间内的平均感应电动势E，实验数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6
8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462
0.128 0.142 0.170 0.191 0.202 0.244
(1)实验中，每次挡光片通过光电门的时间内，线圈磁通量变化量 （选填“相等”或“不相等”）；
(2)从表中数据可得，时间越小，线圈产生的感应电动势E （选填“越小”或“越大”）；
(3)要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作 图像；
A． B． C．
四、解答题
16．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，下端通过导线连接阻值为R=1.5Ω的电阻，阻值为r=0.5的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5T，使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑距离x=1.6m时，恰好达到最大速度。已知金属棒质量为m=0.05kg，重力加速度为g=10m/s2，求在此过程中：
(1)金属棒达到的最大速率；
(2)电阻R产生的焦耳热；
(3)通过电阻R的电荷量；
(4)此过程经历的时间。
17．如图甲，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为，总电阻，A右侧所接电路中，电阻，，电容，开关闭合。A中有横截面积为的区域D（图中虚线），D内有图乙所示的变化磁场，时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里。
（1）闭合，电路稳定后，通过的电流大小；
（2）闭合，电路稳定后再断开，通过的电荷量。
18．如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直．一足够长，质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行．棒单位长度的电阻为ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky（SI）．求：
（1）导体轨道的轨道方程y=f（x）；
（2）棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；
（3）棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功．
19．如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨，导轨间距为，导轨左端连接的定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，将电阻为（接入电路中的电阻）的金属棒ab垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨电阻不计，规定水平向右为x轴正方向，在处给棒一个向右的初速度，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，在运动过程中受的安培力FA随位移x的关系图象如图乙所示。求：
(1)金属棒速度时，金属棒受到安培力大小FA1；
(2)金属棒运动到时，速度大小v2；
(3)估算金属棒运动到的过程中克服安培力做功值WA。
20．如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=37°的斜面固定在水平地面，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度B=0.5T，其边界与斜面底边平行，磁场上边界到挡板的距离s=0.525m。一个均匀分布且质量m=0.10kg、总电阻R=0.5Ω的单匝矩形闭合金属线框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，用F=1.45N的恒定拉力，垂直于cd边且沿斜面向上拉线框，让线框从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时立即撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程中没有机械能损失，且碰撞的时间可忽略不计。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数0.75（设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求：
(1)线框ad边的长度；
(2)线框cd边刚进入磁场时的速度大小；
(3)已知线框向下运动通过磁场区域，在离开磁场前线框速度已减为零，求线框在斜面上运动的整个过程中电流产生的焦耳热；
(4)求线框最后静止时cd边距挡板的距离。
参考答案
1．C
AB．因在辽宁地磁场有竖直向下的竖直分量，有由南向北的水平分量，则从南往北沿直线滑行时，AB不切割磁感线，即AB两点电势相等，选项AB错误；
CD．根据右手定则可知，车把左端的电势比车把右端的电势高，且车速越大，电势差越大，选项C正确，D错误。
故选C。
2．B
磁悬浮是利用了同性磁极相互排斥的原理，在乙放入磁场向下运动的过程中，圆环内的磁通量是增大的，由楞次定律可知图2中超导圆环乙中的感应电流所激发的磁场的N极是向下的，由右手螺旋定则可知俯视时感应电流沿着顺时针方向；由于超导体电阻为零，所以当乙稳定后感应电流将仍然存在。故ACD错误，B正确。
故选B。
3．A
ABC．根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动，故A正确，B错误，C错误；
D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝框会逐渐减速直停止运动，故D错误。
故选A。
4．C
A．接收线圈的磁通量只是发射线圈产生的一部分，则无线充电效率低；充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，故A错误；
B．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故B错误；
C．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故C正确；
D．如果手机内没有接受线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故D错误。
故选C。
5．C
AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；
C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；
D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，故D错误；
故选C。
6．B
AB．铝和铜不是导磁材料，所以电磁炉不能用这两种材料制作的锅具，最好使用平底不锈钢锅或铁锅，选项A错误，B正确；
C．因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流，则不能使用陶瓷锅或耐热玻璃锅，选项C错误；
D．因为磁感线能穿过白纸，铁质锅具有足够的磁感线穿过，故电磁炉能正常工作，选项D错误。
故选B。
7．C
AB．根据右手定则可知，圆盘逆时针方向匀速转动时，产生的感应电流从圆心指向圆盘边缘，则边缘电势最高，选项AB错误；
C．由安培定则可知，螺线管内部的磁场从F指向E，选项C正确；
D．圆盘可以看成无数根金属条并联切割磁场，产生的电动势为
电动势恒定，因此产生恒定的感应电流，则螺线管的磁场恒定，穿过铜环的磁通量不变，铜环中无感应电流，选项D错误。
故选C。
8．D
A．电键S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，故A错误；
BCD．稳定后当电键K断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源左端为高电势，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由a到b，a点电势比b点电势高，B闪一下再熄灭，故D正确，BC错误；
故选 D。
9．C
导体棒切割磁感应线产生的感应电动势计算公式中的v是金属棒相对于磁场方向的速度，由于金属杆ab在导轨上以速度水平向左匀速运动，该磁场区域也以速度匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，金属杆相对于磁场的速度大小为、
所以杆中产生的感应电动势的大小为
故选C。
10．A
线框刚进入磁场时磁通量向外增加，感应磁场向里，因此感应电流方向为顺时针，电流i应为负；随着线框的运动，导线切割磁感线长度增加，感应电流增加，由于三角形边的长度为a，故在0-a距离内电流负方向增加；线框进入右边磁场之后，由楞次定律可知，磁通量向外减小，根据楞次定律可知感应电流为逆时针，且逐渐增加，且两边均切割磁感应线，感应电流方向一致，所以最大电流为完全进入磁场时的2倍；当线框出磁场的过程中，磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流为顺时针负方向，且电流强度逐渐增大，故A正确、BCD错误。
故选A。
11．AB
A．在t1~t2时间内，磁感应强度增加，根据增反减同可知，L内有逆时针方向的感应电流，A正确。
B．图线的斜率逐渐变大，经过导线中的电流变大，该电流激发出增大的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流，据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势，B正确。
C．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，C错误。
D．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，L也就没有扩张的趋势，D错误。
故选AB。
12．BD
A．由线圈中电动势可知，线圈第一次以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，线圈中电动势之比为2︰1，故A错误，不符合题意；
B．线圈中电动势之比为2︰1，线圈中电流之比为2︰1，故B正确，符合题意；
C．通过线圈的电量为
所以通过线圈的电量之比为1︰1，故C错误，不符合题意；
D．线圈中产生的热量为
所以线圈中产生的热量之比为2︰1，故D正确，符合题意。
故选BD。
13．AD
A．由图可知，电路中A灯与线圈L并联后与B灯串联，再与C灯并联。S闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻很小，逐渐将A灯短路，A灯逐渐熄灭，故A正确；
B．A灯逐渐熄灭，A灯的电压逐渐降低，B灯的电压逐渐增大，B灯逐渐变亮，故B错误；
C．电路接通稳定后，A灯被线圈短路，完全熄灭，B、C并联，电压相同，亮度相同，故C错误；
D．电路接通稳定后，S断开时，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过B、C灯，所以，B、C灯逐渐熄灭，故D正确。
故选AD。
14．BCD
A．根据右手定则判断可知，导体棒的圆心O点的电视高，因此流过R1的电流方向为自下而上，A错误；
B．辐条产生的感应电动势为
B正确；
C．外电路为磁场外半根杆辐条与R1并联，外电路电阻为，内电阻为，电压表测量的是外电压，则电压表的示数为
C正确；
D．根据欧姆定律可知，理想电流表的示数为
D正确。
故选BCD。
15． 相等 越大 B
(1)[1]实验中，每次挡光片通过光电门的时间内，线圈磁通量变化量相等；
(2)[2]从表中数据可得，时间越小，线圈产生的感应电动势E越大；
(3)[3]由表中实验数据可知，感应电动势E与和挡光时间△t的乘积近似一定，说明感应电动势E与挡光时间△t成反比，则感应电动势E与挡光时间△t的倒数成正比，为了研究E与△t的关系，可在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间△t的倒数的关系图线，即图像，故选C。
16．(1) 2m/s；(2)0.225J；(3)0.4C；(4)1.2s
(1)金属棒产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律可得
金属棒受到的安培力为
F=BIL
联立得
当金属棒所受合外力为零时，速度最大，有
mgsinθ=F
解得
(2)根据能量守恒定律，可得
根据串联规律有
联立方程，代入数据解得
(3)通过电阻的电荷量为
电路中的平均感应电流为
平均感应电动势为
联立方程，代入数据解得
(4) 由动量定理可得
mgsin t -t mv
L
联立方程，代入数据解得
t=1.2s
17．（1）0.8A；（2）
（1）根据法拉第电磁感应定律
解得
闭合，电路稳定后，电容断路，则通过的电流
（2）电路稳定后再断开，电容会释放储存的电荷，断开前电容两端的电压和两端的电压相等
因此电容储存的电荷量
故通过的电荷量为。
18．（1）（2）（3）
（1）设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为（±），安培力的功率
棒做匀加速运动
代入前式得
轨道形状为抛物线．
（2）安培力=
以轨道方程代入得
（3）由动能定理
安培力做功
棒在处动能
外力做功．
根据安培力的功率，匀变速直线运动位移速度关系，导出轨道的轨道方程和安培力随y的变化关系；通过动能定理计算棒运动过程中外力做的功．
19．(1)1.0N；(2)0.9m/s；(3)2.08J
(1)由法拉第电磁感应定律，感应电动势为
E1=BLv1
由闭合电路欧姆定律，回路中感应电流
由安培力公式
FA1=BLI1
联立解得
FA1=1.0N
(2)由图乙可得，金属棒运动到x=3m处，受到的安培力FA2=0.9N，根据安培力公式
F=BIL
可得
解得
v2=0.9m/s
(3)由FA-x图象中图线与x轴围成面积值就等于此过程安培力做的功，由图可得，在0~3m区域内大约有104个小方格，每个小方格面积值0.1×0.2=0.02J，所以此过程克服安培力做功
WA≈0.02×104=2.08J
20．(1) 0.4m；(2)2m/s；(3)0.25J；(4)0.925m
(1)由图可知，线框穿过磁场区域过程中一直匀速运动，所以线框ad边的长度
(2)由电磁感应定律知
线框中电流
由匀速知
解得
(3)线框上升穿过磁场所用时间
线框上升过程中
线框向上穿出磁场后，设到达挡板时线框速度为v1，由动能定理
解得
线框向下返回时，由于
则返回时产生的焦耳热
解得
整个过程中的焦耳热
(4)线框最后静止时cd边距挡板的距离
x=D+s=0.925m
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