第 2 章 电磁感应及其应用 章未过关训练 一、单选题 1．（2020·全国·高三）《验证机械能守恒定律》的实验中，对自由下落的重物，下述选择的条件哪种更 为有利？（　　） A．只要有足够重就可以 B．只要体积足够小就可以 C．既要足够重，又要体积非常小 D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲 2．（2022·江西吉安·高二期末）如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁锅冷水。现接 t0 通交流电源，几分钟后，锅中的水沸腾起来， 时刻的电流方向已在图中标出，且此时电流正在增大， 下列说法正确的是（　　） A．线圈中电流变化越大，自感电动势越大，自感系数也增大 B．小铁锅中产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来 t0 C． 时刻，从上往下看，小铁锅中的涡流沿逆时针方向 D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流 3．（2021·吉林·长春十一高高二阶段练习）如图甲为电动汽车无线充电原理图，M 为受电线圈，N 为送 电线圈。图乙为受电线圈 M 的示意图，线圈匝数为 n、电阻为 r、横截面积为 S，a、b 两端连接车载变流 装置，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法不正确的是（　　） A．当线圈 N 接入恒定电流时，不能为电动汽车充电 B．当线圈 N 接入周期性交变电流时，线圈 M 两端产生周期性变化的电压 C．当线圈 N 在 M 中产生的磁感应强度 B 竖直向上且减小时，有电流从 b 端流出 D．充电时，若某时刻线圈 M 中磁感应强度变化率为 k，此时 M 两端电压为 nkS 4．（2022·河南·郑州四中高二阶段练习）如图甲所示，在绝缘的水平桌面上放置一金属圆环。在圆环的 正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管 a 端流入为正。以下说法中 正确的是（　　） A．在第 1s 末，圆环中的感应电流最大 B．在第 2s 末，圆环对桌面的压力小于重力 C．在 1 ~ 2s 内和 2 ~ 3s 内，圆环中的感应电流的方向相反 D．从上往下看，在 0 ~ 1s 内，圆环中的感应电流沿顺时针方向 5．（2022·北京一七一中高三阶段练习）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 6．（2022·浙江舟山·高二期末）现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场 使电子加速的设备。如图所示，上面为侧视图，上、下为电磁体的两个磁极；下面为磁极之间真空室的 俯视图。若从上往下看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动，改变电磁体线圈中电流的大小可使电 子加速。则下列判断正确的是（　　） A．真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B．通入电磁体线圈的电流在增强 C．电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D．电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 7．（2022·上海崇明·一模）如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框 abcd 靠近 长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正 方向），则（　　） A． t1 到 t2 时间内，线框内电流的方向为 abcda，线框受力向右 B．t2 到 t3 时间内，线框内电流的方向为 abcda，线框受力向左 C．0 到 t2 时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向也不变 D．t1 到 t3 时间内，线框内感应电流方向不变，线框受力方向改变 8．（2022·山东·莱阳一中高二开学考试）如图所示，AOC 是光滑的金属轨道，AO 沿竖直方向，OC 沿水 平方向，PQ 是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动 过程中 Q 端始终在 OC 上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在 PQ 杆滑动的过程中，下列判断 正确的是（　　） A．感应电流的方向始终是由 P �Q B．感应电流的方向始终是由 Q � P C．PQ 受磁场力的方向垂直杆向左 D．PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上 二、多选题 9．（2021·全国·高一课时练习）在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列说法中正确的 A．要用天平称量重锤质量 B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好 C．要选用第 1、2 两点距离接近 2mm 的纸带 D．实验时，当松开纸带让重锤下落的同时，立即接通电源 E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减小量 10．（2022·陕西安康·高二期末）如图所示， a 、 b 两个闭合正方形线框用同样的导线制成，丙数为 1 匝， 边长 la  3lb ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间 的相互影响，则（　　） A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B． a 、 b 线圈中感应电动势之比为 9 :1 C． a 、 b 线图中感应电流之比为 3: 4 D． a 、 b 线圈中电功率之比为 27 :1 11．（2022·辽宁·沈阳捷登教育培训学校模拟预测）如图所示，电阻不计且足够长的光滑导轨与水平面成 α 角，导轨的宽度和 AB 杆的长度均为 L，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨向下，质量为 m 的 AB 杆的 电阻为 r，受一冲量作用后以 v 的速度沿导轨向上运动，经一段时间到达最高点，已知在此过程中测得通 过定值电阻 R 的电荷量为 q，杆始终与导轨垂直，重力加速度大小为 g，则下列说法正确的是（　　） A．AB 杆向上运动时电流方向由 b 到 a B．AB 杆向上运动过程中 R 产生的热量为 QR＝ R mgq( R  r ) 1 [ mv2﹣ sinα] Rr 2 BL mv  BLq C．AB 杆向上运动的时间为 mg sin a D．AB 杆向下运动的最大速度为 mgR sin a B 2 L2 三、填空题 12．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，光滑平行金属导轨 PP′和 QQ′，都处于同一水平面内，P、Q 之间连接一电阻 R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现垂直于导轨放置一根导体棒 MN，MN 向右 运动时，MN 中的电流方向为________，MN 向左运动时，MN 中的电流方向为________（均选填“M→N” 或“N→M”）。 13．（2021·甘肃·卓尼县柳林中学高二期中）如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场 B=0.8T，磁场 有明显的圆形边界，圆心为 O，半径为 1cm。现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆形线圈，圆心均在 O 处，A 线圈半径为 1cm，10 匝；B 线圈半径为 2cm，1 匝；C 线圈半径为 0.5cm，1 匝。则： （1）在 B 减为 0.4T 的过程中，A 中磁通量改变量为_________Wb，B 中磁通量改变量为_________Wb； （2）在磁场转过 30°角的过程中，C 中磁通量改变量为_________Wb。（π 取 3.14， 3 ≈1.732） 14．（2021·广东·广州市天河中学高二阶段练习）如图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚 线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度 v 向右匀速进入磁场， 直径 CD 始终与 MN 垂直。从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止，CD 段受安培力___________（填 “向上”“向下”“向左”“向右”或“为零”），感应电动势最大值为___________，感应电动势平均值为__________ _。 四、解答题 15．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，水平面内的金属导轨 MN 和 PQ 平行，间距 L  1.0m ，匀强 磁场磁感应强度 B  2.0T ，方向垂直于导轨平面向下，MP 间接有阻值 R  1.5Ω 的电阻，质量 m  0.5kg 、 电阻 r  0.5Ω 的金属杆 ab 垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数为   0.2 。现用恒力 F 沿导轨平 面水平向右拉金属杆，使其由静止开始运动，当金属杆向右的位移 s  4.25m 时达到最大速度 v  1m/s 。 取 g  10m/s2 ，导轨足够长且电阻不计。求： （1）恒力 F 的大小及金属杆的速度为 0.4m/s 时的加速度大小； （2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻 R 的电荷量。 16．（2022·山东·菏泽一中高二阶段练习）如图所示，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场， 磁感应强度为 B，宽度为 d。质量为 m、电阻为 R 的单匝正方形线圈边长为 L（ L<d ），线圈下边沿到磁 场上边界的距离为 h。将线圈由静止释放，其下边沿刚进人磁场和刚要穿出磁场时的速度相同，重力加速 度为 g。则从线圈下边沿刚进入磁场到上边沿刚穿出磁场的过程中，求: （1）线圈下边沿刚进入磁场时，线圈的加速度大小； （2）线圈的最小速度； （3）产生的焦耳热。 17．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）如图所示，在绝缘水平面内固定两个宽度为 L 的 平行金属导轨，在两导轨之间连接一电源，电源的电动势为 E 、内阻为 r 。质量为 m 、电阻为 R 的金属导 体棒 ab 静止跨放在两导轨上的最右端、且和两导轨垂直，导轨与导体棒之间的动摩擦因数为  。整个空 间存在一个匀强磁场，磁场的方向与两个导轨所在的平面成  角斜向右上方。两导轨电阻不计，重力加速 度大小为 g 。原先开关 S 是断开的。已知当开关 S 闭合的瞬间，导体棒刚好水平向右、以大小为 a 的加速 度突然离开两导轨。求：匀强磁场的磁感应强度大小。 参考答案： 1．D 2．B 3．D 4．D 5．A 6．B 7．D 8．D 9．BCE 10．BD 11．BC 12． N→M M→N 13． 1.256 �10 4 Wb 14． 向下 Bav 1.256 �104 Wb 8.415 �106 Wb  aBv 4 2 15．（1） 3N ， 2.4m/s ；（2） 4.25C 16．（1） a B 2 L2 2 gh g ；（2） v1  2 g (h  L  d ) ；（3）