第二章电磁感应及其应用单元卷-2021-2022 学年高二下学期物理教科版 （2019）选择性必修第二册 一、单选题 1．下列各组物理量中，全是矢量的是（　　） A．位移、时间、加速度 B．质量、电场强度、平均速度 C．电势、路程、磁通量 D．重力、位移、磁感应强度 2．以下关于电磁感应的说法正确的是（） A．若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零 B．闭合电路中的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 C．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．穿过闭合导体回路的磁通量变化越大，产生的感应电动势就越大 3．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，铝环中感应电流沿顺时针方向 D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力 4．关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是（　　） A．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零 B．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大 C．自感电动势与原电流方向相反 D．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比 5．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环，在导体环轴线上方有一条形磁铁。当条形磁铁沿轴 线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（　　） A．导体环有收缩趋势 B．通过导体环的磁通量保持不变 C．导体环对桌面的压力小于重力 D．导体环中产生顺时针方向的感应电流 6．如图所示，一圆形金属环平放在水平桌面上，有一带正电荷的粒子以恒定的水平速度 v 贴近环的上表面沿直线 AB 方向飞过金属圆环，在粒子飞过环的过程中，环中（　　） A．始终没有感应电流 B．始终有方向不变的感应电流 C．从上往下看感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 D．从上往下看感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 7．如图所示，M、N 为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为 2：1，两线圈 置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀 增大时，下列判断中正确的是（　　） A．两线圈中感应电动势之比 EM：EN=2：1 B．两线圈中感应电流之比 IM：IN=1：1 C．两线圈中感应电流的功率之比 PM：PN=8：1 D．两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向 8．如图所示的电路中， A ， B ， C 三灯亮度相同，电源为 220V ， 50Hz 的交流电源，以下叙述中正确的是（　 　） A．改接 220V ，100Hz 的交流电源时， A 灯变暗， B 灯变亮， C 灯亮度不变 B．改接 220V ，100Hz 的交流电源时， A 灯变亮， B 灯变亮， C 灯亮度不变 C．改接 220V 的直流电源时， A 灯熄灭， B 灯变亮， C 灯变暗 D．改接 220V 的直流电源时， A 灯熄灭， B 灯变亮， C 灯亮度不变 9．用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究通电自感现象的电路如图甲所示。电阻的阻值是 R，多匝线圈 L 中未插入铁芯，电源电动势为 E，L 的电阻和电源的内阻均可忽略。闭合开关 S，传感器记录了电 路中电流 i 随时间 t 变化的关系图像，如图乙中曲线①所示。如果改变某一条件，其他条件不变，重复实验，可以 得到图乙中曲线②。改变的条件可能是（ ） A．线圈 L 中插入铁芯 B．增大 E C．增大 R D．减小 R 10．如图所示，边长为 2l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为 l 的正方形导线框所在平 面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从 t  0 开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线 方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用 I 表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示 I t A． 关系的图象中，大致正确的是（　　） B． C． D． 11．如图（甲）所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为 R 的电阻和理 想二极管 D（正向电阻为 0，反向电阻无穷大）。t＝0 时刻起阻值也为 R 的导体棒 ab 在外力作用下向右运动，其 速度变化规律如图（乙）所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金 属棒两端电压 Uab 随时间 t 变化的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为 L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B，中 间连接电阻及电容器 R1=R2=R3=R；R4=2R．两根电阻均为 R 的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率 v0 向 左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为（ ） A．BLv0 B．2BLv0 C． 3 BLv0 4 D． 1 BLv0 4 二、填空题 13．竖直放置的长直导线通以恒定电流 I，有一矩形线框与导线在同一平面内。在下列情况中，导线中的电流变大 时线框中_______________产生感应电流。（选填 “会”或“不会”） 14．本题为选做题，考生只选择一题作答．若两题都作答，则按 24-A 题计分． A．(本题供选修 1 -1 的考生作答．) B．(本题供选修 3 - 1 的考生作答．) 如图所示的电路，当开关闭合时，小灯泡 如图所示的电路，当开关与 a 相连时，通过灵敏电流表 G 将 的电流方向 (选填“逐渐”或“立刻”)变亮．当开关断开 时，小灯泡将 （选填“向左”或“向右”) ．然后将开关与 b 相连，此时通过灵敏电流表的电流方向 (选填 “向左” (选填“逐渐”或“立刻”)熄灭． 或“向右”) ． 15．如图所示，电路中电源内阻不能忽略，L 的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B 为两个完全相同的灯 泡，当 S 闭合时，A 灯________变亮，B 灯________变亮．当 S 断开时，A 灯________熄灭，B 灯________熄灭． （均选填“立即”或“缓慢”） 16．边长为 L、电阻为 R 的 N 匝正方形线圈，以速度 v 匀速进入磁感应强度为 B 的有界匀强磁场．线圈运动方向 与磁场边界成 θ 角，如图所示．当线圈中心经过磁场边界时，穿过线圈的磁通量 Φ＝_____：线圈所受安培力 F＝ _____． 17．如图所示，水平放置的两平行金属板相距为 d，金属板与两平行金属导轨相连，导轨间距为 L，匀强磁场与导 轨平面垂直，磁场的磁感应强度为 B，由于导轨上有一导体棒 ab 在运动，导致平行板板间有一质量为 m，电荷量 为 q 的带负电的液滴处于静止状态．则导体 ab 的速度大小为_____，方向为______． 三、解答题 18．有一个 1000 匝的线圈，在 0.4s 内通过它的磁通量从 0.02Wb 均匀增加到 0.10Wb,求线圈中的感应电动势． 19．如图，质量 m = 0.01 kg 的金属棒 ab 置于光滑的金属框上，框两侧接有电阻 R1 和 R2，整个装置处于磁感应强 度 B = 0.1 T 的匀强磁场中。现让棒 ab 在框上由静止开始向右做匀加速直线运动。已知棒 ab 长 L = 0.5 m，棒 ab 与 框接触始终良好。棒 ab 的电阻为 r = 0.5 Ω，电阻 R1 和 R2 的阻值分别为 6 Ω 和 3 Ω，运动 t = 2 s 时测得流过 R1 的电 流为 0.02 A。则 （1）棒 ab 中的感应电流方向； （2）t = 2 s 时感应电动势的大小； （3）棒 ab 的加速度的大小； （4）t = 2 s 时外力做功的功率。 20．如图甲所示，绝缘轻杆将一个 N  20 匝的矩形线圈固定在竖直平面内，悬点 P 为 AB 边中点。矩形线圈水平 边 AB  CD  0.6m ，竖直边 AC  BD  1.0m ，E、F 分别为 AC 边和 BD 边的中点，在 EF 下方有一个范围足够大、 方向垂直纸面（竖直平面）的匀强磁场。矩形线圈的质量 m  0.5kg 、电阻 R  5Ω ，取垂直纸面（竖直平面）向外 为磁感应强度的正方向，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示。取重力加速度大小 （1） t  0.3s 时线圈中的感应电流 I1 g  10m / s 2 ，求： ； （2） t  0.6s 时轻杆对线圈的作用力大小 F。 21．如图所示，水平地面上有一个绝缘木板，木板上固定一个总电阻 R=2Ω 的单匝矩形导线框，竖直平面内分布着 磁感应强度大小 B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在水平外力 F 作用下，木板以速度 v=4m/s 向右匀速穿过 匀强磁场区域。已知磁场边界宽度 L=1m，木板与地面间的动摩擦因数  =0.2 ，木板（含导线框）的质量 m=1kg， 矩形导线框上边和下边均在磁场外，重力加速度 g 取 10m/s2。求： （1）矩形导线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电流的大小； （2）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力 F 的大小。 参考答案： 1．D 2．C 3．C 4．D 5．A 6．D 7．C 8．D 9．A 10．D 11．A 12．C 13．会 14．24-A．逐渐 立刻；24-B．向右 向左． 15． 缓慢 16． 1 2 BL 2 17． mgd BLq 立即 缓慢 缓慢 2N 2 B 2 L2v R 向右 18．200V 19．（1）从 b 到 a 流过金属棒；（2）0.15 V；（3）1.5 m/s2；（4）0.054 W 20．（1） I1  10A ；（2） F  6.25N 21．（1）1A；（2）2.5N