第二章电磁感应单元测试试卷— 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.docx

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1、高二下学期物理选择性必修第二册第二章电磁感应单元测试试卷（人教版（2019）Word版，含答案）考试范围：选择性必修第二册第二章电磁感应考试时间：75分钟 命题人：邓老师注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、单选题(共28分)1(本题4分)如图所示，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形单匝导体框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合，此时穿过导体框的磁通量为。现将导体框以速度v沿纸面垂直边界拉出磁场，在此过程中（）A穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是B穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是C穿过导体框的磁

2、通量增加，产生的感应电动势是D穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是2(本题4分)下列关于涡流的说法中正确的是（）A在硅钢片中不能产生涡流B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应D涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的3(本题4分)如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）A圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B圆环离开磁场时具有收缩的趋势C圆环将在磁场中不停地

3、摆动D圆环在磁场中运动时均有感应电流4(本题4分)如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属直棒，如图立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中下列说法正确的是（）A感应电流方向始终是baB感应电流方向先是ba，后变为abC棒受磁场力方向与ab垂直，如图中箭头所示方向D棒受磁场力方向与ab垂直，开始如图中箭头所示方向，后来变为与箭头所示方向相反5(本题4分)如图所示是电流表的内部结构，以下说法正确的是（）A为了测量电

4、流时更加灵敏，框架应该用塑料框B因为磁场是辐向磁场所以框架在转动的过程中穿过框架的磁框架通量没有改变C框架在转动的过程中有感应电流产生，感应电流方向与外界的电流方向相反D电表在运输的过程中不需要做任何的处理6(本题4分)1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现（）A先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流B先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流C始终有顺时针方向的感应电

5、流D始终有逆时针方向的感应电流7(本题4分)自感电动势是在自感现象中产生的感应电动势，它的大小由导体本身（自感系数L）及通过导体的电流改变快慢程度共同决定，若用国际单位制中的基本单位表示自感系数L的单位H，正确的是（）Akg·m2·A-2·s-2Bkg·m2·A-2·s-3Ckg·m·A-2·s-2Dm2·kg·s-3·A-1二、多选题(共15分)8(本题5分)如图所示，相距为的两条水平虚线、之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为，正方形线圈边长为（），质量为，电阻为，将

6、线图从磁场上方高处由静止释放，边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为。关于线圈穿越磁场的过程（从边刚进入磁场起一直到边离开磁场为止），下列说法正确的是（）A感应电流所做的功为 B感应电流所做的功为C线圈的最小速度一定为 D线圈的最小速度一定为9(本题5分)如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，其中半圆导轨竖直放置，水平导轨与半圆导轨相切于C、E两点，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现将一导体棒垂直导轨放置，开始时导体棒位于图中的A处，当导体棒中通有如图所示方向的电流时，导体棒由静止开始运动，并能到达与半圆导轨圆心等高的D处。已知导轨的间距为L=0.4m，磁场的磁感应强度大小B=0.5T，导

7、体棒的质量为m=0.05kg，长度为L=0.5m，导体棒中的电流大小为I=2A，重力加速度为g=10m/s2下列说法正确的是（）A导体棒在A点的加速度大小为10m/s2B导体棒在D点的速度大小为5m/sC导体棒在D点的向心加速度大小为10m/s2D导体棒在D点时，半圆导轨对通电导体棒的作用力大小为1.5N10(本题5分)如图甲所示为某小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙所示，两个车辆检测器的电感线圈分别铺设在自动栏杆前、后的地面下，检测器内部的电容器与电感线圈构成振荡电路，振荡电流如图丙所示。当汽车接近或离开线圈时，使线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，车辆检

8、测器检测到这个变化就发出电信号，“通知”车牌识别器对车辆身份进行鉴别，然后控制自动栏杆抬起或落下。下列说法正确的（）A图丙中，时刻电容器两端电压为最大值B图丙中，时间内，电容器上的电荷量增加C汽车接近线圈时，线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低D汽车离开线圈时，线圈的自感系数增大，振荡电流的频率升高第II卷（非选择题）三、实验题(共20分)11(本题8分)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到_（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到_（选填“a”“b”“c”或“N”）

9、。（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_。A线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央D因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的_（填“磁通量”或“磁通量的变化”或

10、“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。12(本题12分)某学习小组在“探究楞次定律”的实验中，记录如下表：磁铁放置情况磁铁运动情况电表指针偏转情况N极朝下插入线圈向左偏转S极朝下从线圈中抽出向偏转极朝下从线圈中抽出向右偏转(1)请你补充完整表格，所要填写的内容写在对应的横线上：_；（选填“左”或“右”）；_；（选填“N”或“S”）(2)根据实验现象，组长带领大家研究后认为：这个实验中，磁铁插入线圈中不动，让线圈上下运动也可以产生感应电流。你认为他们的结论是_（选填“正确”或“不正确”）的。四、解答题(共37分)13(本题6分)在图中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。（1）当闭合开关S的一瞬间，

11、线圈P里有没有感应电流？（2）当线圈M里有恒定电流通过时，线圈P里有没有感应电流？（3）当断开开关S的一瞬间，线圈P里有没有感应电流？（4）在上面三种情况里，如果线圈P里有感应电流，感应电流沿什么方向？14(本题8分)电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全的辅助制动装置，其缓冲原理可简化为如下情形：如图所示（小车在平直公路上行驶的俯视图），小车内的装置产生方向竖直向下的匀强磁场；水平地面固定n=10匝的矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R=5，ab边长为L=0.5m，ad边长为2L。当小车（无动力）水平通过线圈上方时，线圈与小车中的磁场发生相互作用，使小车做减速运动，从而实现缓冲。已知小车的总质

12、量为m=1.0kg，受到地面的摩擦阻力恒为Ff=0.8N；小车磁场刚到线圈ab边时速度大小为v0=2m/s；当小车磁场刚到线圈cd边时速度减为零。整个缓冲过程中流过线圈abcd的电荷量为q=1.6C，求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小B；（2）缓冲过程中线圈产生的热量Q。15(本题9分)如图所示，两根平行且足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距L1 m，电阻忽略不计，导轨上端接一阻值为R0.5 的电阻，导轨处在垂直于轨道平面的匀强磁场中、导体棒ab的质量m0.1 kg，电阻r0.5 ，由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，流过电阻R的电流逐渐增大，最终达到最大值I1 A整个运动过程中ab棒与导轨垂直

13、，且接触良好，g10 m/s2，求：（1）磁感应强度B的大小；（2）导体棒下落的最大速度；（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的加速度。16(本题14分)如图所示，有一足够大的绝缘水平面，在矩形EFGH上方存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正方形单匝线框ABCD边长为d，电阻为R，质量为m，重力加速度为g；（1）如果正方形线框ABCD在绝缘水平面上，AB边恰好处在磁场边界FG上（如图）；线框以AB边为轴以角速度逆时针转动，求CD边刚进入磁场时，CD边上电流的大小和方向？（2）如果线框ABCD处于水平面上方h处且与绝缘水平面平行（如图所示），线框以水平初速度v0向左进入磁场，当线框恰好

14、完全进入磁场时，线框的水平速度v1是多少？（3）在第（2）中，线框从进入磁场到落在绝缘水平面上的时间t是多少？（4）在第（2）中，如果线框落到绝缘水平面上时，CD边恰好在边界EH上（EF长度为2d），请在坐标系上画上线框所受安培力的冲量I随线框前进的水平位移x的图线（以边界FG为坐标原点，水平向左为正方向）。参考答案1D【详解】将导体框沿纸面垂直边界拉出磁场的过程中，穿过导体框的磁感线条数减少，磁通量减小，产生的感应电动势是故选D。2D【详解】A整块导体内部发生电磁感应而产生的感应电流的现象成为涡流现象，所以硅钢片中能产生涡流，故A错误；BCD涡流跟平常见到的电磁感应现象一样，都是因为穿过导体

15、的磁通量变化产生的，都是感应电流，感应电流既有热效应又有磁效应，故BC错误，D正确。故选D。3C【详解】A当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；B圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故C正确；D圆环在磁场中运动时，因穿过

16、其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。故选C。4B【详解】当ab棒从图示位置滑到与水平面成45°时，闭合电路的磁通量不断变大，则由楞次定律得闭合电路中的电流是逆时针方向，即是ba而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相反；当越过与水平面成45°时，闭合电路的磁通在变小，则由楞次定律得闭合电路中的电流是顺时针方向，即是ab而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相同由上可知：只有B选项正确。故选B。5C【详解】A电流表的内部线圈绕在闭合的铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，使得测量电流时更加灵敏，选项A错

17、误；B因为磁场是辐向磁场，所以框架在转动的过程中线圈平面总是与磁场平行，则线圈转动过程中穿过框架的磁框架通量会发生改变，选项B错误；C框架在转动的过程中磁通量要发生改变，所以有感应电流产生；因为外界电流时线圈转动，而转动时又产生感应电流，分别根据左手定则和右手定则可知，感应电流方向与外界的电流方向相反，选项C正确；D在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故D错误。故选C。6D【详解】AB在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位

18、于超导线圈上方时，超导线圈中原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，超导线圈中原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流，故AB错误,CD始终有逆时针方向的感应电流，故C错误，D正确。故选D。7A【详解】根据可得则H的单位是 故选A。8BD【详解】AB由于边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为，根据能量守恒定律可得由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流及线框刚出来到全部出来过程有感应电流，并且两过程产生的内能相同，则全过程感应电流所

19、做的功为所以A错误；B正确；CD由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流，全部进入后感应电流，并且边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为，所以线框进入磁场时先做减速运动，全部进入磁场后再做匀加速直线运动，则线圈的最小速度是在全部进入磁场瞬间，由能量守恒定律可得解得所以C错误；D正确；故选BD。9AD【详解】A由左手定则可判断出导体棒受到的安培力方向水平向右，安培力大小为F安=BIL=0.5 N由牛顿第二定律得F安=ma解得导体棒开始运动时的加速度大小为a=10 m/s2故A正确；B导体棒从A点运动到D点的过程中，安培力做的功为重力做的功为由动能定理得解得导体棒运动到D点时的速度大小为v=2

20、m/s故B错误；C导体棒运动到D点时，向心加速度大小为故C错误；D导体棒在D点时，在水平方向上由牛顿第二定律得解得半圆导轨对通电导体棒的作用力大小F=1.5 N故D正确。故选AD。10AC【详解】A图丙中，时间内电流在减小，说明电容器在充电，时刻充电结束，电容器两端电压为最大值，故A正确；B时间内电流在增大，说明电容器在放电，电荷量减少，故B错误；C汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相当于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大；根据公式可知，线圈的自感系数增大时振荡电流的频率降低，故C正确；D同理，当汽车离开线圈时，线圈的自感系数减小，振荡电流的频率升高，故D错误。故选AC。11a c B

21、 磁通量的变化率 【详解】(1)电表是为了测量线圈B中的感应电流的，所以N连接到a才能构成一个闭合回路；线圈A与电池组、滑动变阻器构成一个闭合回路，但是想改变电路中的电流，M必须连接到c，所以M连接到c。(2)将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时,电阻增大，线圈A中的电流讯速减小，则线圈B中的磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转A线圈A向上移动时，线圈B中的磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转，所以A错误；B线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，线圈B中的磁通量都是讯速减小的，所以灵敏电流计指针向右偏转，则B正确；C滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，电流都在改变，所以线圈B中的磁通

22、量都在变，所以灵敏电流计指针都会偏转，则C错误；D判断灵敏电流计指针偏转的方向，只需要根据磁通量的增减来判断，所以与线圈的绕线方向无关，则D错误；故选B。(3)将滑动变阻器的触头P向右移动，慢慢移动与快速移动体现了磁通量的变化快慢，也就是磁通量的变化率，所以发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。12左 N极朝下 正确 【详解】（1）当条形磁铁的N极向下插入线圈过程中，线圈中向下的磁场增强，则指针向左偏。当条形磁铁的S极向下抽出线圈中过程中，线圈中向上的磁场减弱，即改变了磁场的方向又改变了磁场的强弱，所以电流计的指针向左偏。 当条形磁铁的N极向下

23、插入线圈过程中，线圈中向下的磁场增强，则指针向左偏。当条形磁铁的N极向下抽出线圈中过程中，线圈中向下的磁场减弱，即只改变了磁场的强弱没有改变磁场的方向，所以电流计的指针向右偏转。（2）通过分析上面的实验，得出磁铁插入线圈过程，线圈不动，实现了线圈的磁通量的变化，产生了感应电流，根据这个结论，磁铁插入线圈中不动，让线圈上下运动也可以改变线圈的磁通量的变化，同样也可以产生感应电流，所以他们的结论是正确的。13（1）有；（2）没有；（3）有；（4）见解析【详解】（1）当合上开关的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量增加，线圈P里有感应电流。（2）当线圈M里有恒定电流通过时，产生稳定的磁场，线圈

24、P的磁通量不变，没有感应电流（3）当断开开关的一瞬间，穿过线圈M的磁通量减小，线圈P里有感应电流（4）当闭合开关S的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量增加，根据安培定则知线圈P中磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为ab断开开关S瞬间，线圈P的磁通量减少，线圈P里有感应电流，根据安培定则知线圈P中原来磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为ba14（1）1.6T；（2）1.2J【详解】（1）在整个缓冲过程中，由法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有通过线圈的电荷量解得（2）对小车由动能定理得W安2FfL=0mv焦耳热Q=W安解得Q=mv2FfL=1.2

25、J15（1）1 T；（2）1 m/s；（3）8 m/s2，方向竖直向下【详解】（1）电流最大时导体棒速度最大，之后做匀速直线运动，根据平衡条件可得解得（2）根据法拉第电磁感应定律可得根据闭合电路的欧姆定律可得联立解得（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的安培力为根据牛顿第二定律可得联立解得方向竖直向下16（1），从C指向D；（2）；（3）；（4）【详解】（1）产生的感应电动势为则电流的大小由右手定则知电流的方向为C指向D；（2）线框进入磁场过程由水平方向动量定理电量联立得（3）线框运动的竖直方向上是自由落体运动，则解得（4）由（2）知线框进入磁场过程中，由左手定则知安培力方向水平向右，冲量为线圈在磁场中运动过程中，安培力为零，故冲量为零，线框出磁场过程中，由左手定则知安培力水平向右，大小也为可得图像如图所示