2020-2021学年新教材物理人教版选择性必修第二册课后提升训练：第二章　电磁感应 测评

1、好好学习，天天向上第二章测评（时间:90分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每个小题中只有一个选项是正确的）1.（2017江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场b的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()a。11b.12c。14d。41解析两个线圈的半径虽然不同,但是线圈内的匀强磁场的半径一样,则穿过两线圈的磁通量相同,故选项a正确。答案a2.如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电的是(）解析a项中线圈磁通量改变，产生感应电流是在探究“磁生电，b、c项中皆为通电导体在磁场中的运动，d项为电流的磁效应。答案a

2、3.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验。如图所示，她把一个带铁芯的线圈l、开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环。闭合开关s的瞬间,套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（）a.线圈接在了直流电源上b。电源电压过高c.所选线圈的匝数过多d.所用套环的材料与老师的不同解析当闭合s瞬间,线圈l内产生的磁场b及磁通量的变化率t随电压及线圈匝数增加而增大,如果套环是金属材料又闭合,由楞次定律可知,环内会产生感应电流i及磁场b,环会受到向上的安培力f,当f

3、mg时，环跳起，t越大,环电阻越小,f越大，所以选项b、c错误；如果套环换用电阻大、密度大的材料，i减小、f减小，mg增大，套环可能无法跳起，选项d正确;如果使用交变电流,s闭合后,套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化,s闭合瞬间,f大小、方向都不确定，直流电效果会更好，选项a错误。答案d4.（2017全国卷）扫描隧道显微镜（stm)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对stm的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效

4、的方案是()解析感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在a图中系统上下及左右振动时在磁场中的部分有时多有时少,磁通量发生变化,产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故a正确；而b、c、d三个图均有磁通量不变的情况,故错误。答案a5.（2017北京卷)图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，l1和l2为电感线圈.实验时，断开开关s1瞬间,灯a1突然闪亮,随后逐渐变暗；闭合开关s2,灯a2逐渐变亮,而另一个相同的灯a3立即变亮，最终a2与a3的亮度相同。下列说法正确的是（)a。图甲中,a1与l1的电阻值相同b.图甲中,闭合s1,电路稳定后,a1中电流大于l1中电流c.图乙中，变阻

5、器r与l2的电阻值相同d.图乙中,闭合s2瞬间，l2中电流与变阻器r中电流相等解析断开开关s1瞬间，线圈l1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过l1的电流反向通过a1，灯a1突然闪亮，随后逐渐变暗,说明il1ia1，即rl1ra1,故a错；题图甲中，闭合开关s1，电路稳定后,因为rl1ra1，所以a1中电流小于l1中电流,故b错；题图乙中,闭合开关s2，灯a2逐渐变亮,而另一个相同的灯a3立即变亮，最终a2与a3的亮度相同，说明变阻器r与l2的电阻值相同,故c对；闭合s2瞬间,通过l2的电流增大,由于电磁感应,线圈l2产生自感电动势,阻碍电流的增大，故l2中电流与变阻器r中电流不相等,故d错。

6、答案c6。矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度b随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，则图中正确的是()解析01s,感应电流的方向由楞次定律可知为逆时针,即沿负方向,根据电磁感应定律e=sbt,由于b-t图像斜率大小一定,又因s不变,所以e大小为定值,则电流大小一定.同理13s,感应电流方向为顺时针,沿正方向,电流大小为定值,与01s相等；34s感应电流方向为逆时针,沿负方向,电流大小为定值,与01s相等.答案d7.如图所示，螺线管的导线两端与平行金属板相接，一个带负电的通草球用细丝线悬挂在两金属

7、板间并处于静止状态,螺线管下方有一垂直纸面放置的直导线p。若p中突然通以垂直纸面向里的电流时，通草球的运动情况是（)a。向左摆动b.向右摆动c。保持静止d。无法确定解析p中突然通以垂直纸面向里的电流时，穿过螺线管向里的磁通量增大,螺线管产生的感应电动势向右,a板带负电,b板带正电,负电荷受的电场力向右。答案b8.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率(）a。均匀增大b。先增大，后减小c.逐渐增大，最后不变d。先增大,再减小,最后不变解析利用电磁感应现象分析解答。开

8、始时,条形磁铁以加速度g竖直下落,则穿过铜环的磁通量发生变化,铜环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落。开始时的感应电流比较小,条形磁铁向下做加速运动,且随下落速度增大,其加速度变小。当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力等于条形磁铁的重力。故条形磁铁先加速运动,但加速度变小,最后的速度不变.选项c正确。答案c二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分）9.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图a甲所示.设垂直于纸面向里的磁

9、感应强度方向为正,垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负.线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图像如图a乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图像可能是图b中的（)图a图b解析根据题图甲和题图乙，我们只研究最初的一个周期,即2s内的情况,由图甲、乙所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小，运用楞次定律,判断出感应电流的磁场方向、大小；再根据楞次定律，判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化。从而找出正确选项为c、d。答案cd10.如图所示,竖直平行金属导轨mn、pq上端接有电阻r,金属杆ab质量为m,跨在平行导轨上，垂直导轨平面的

10、水平匀强磁场的磁感应强度为b，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好。若ab杆在竖直向上的外力f作用下匀速上升,则以下说法正确的是(）a。拉力f所做的功等于电阻r上产生的热量b.杆ab克服安培力做的功等于电阻r上产生的热量c.电流所做的功等于重力势能的增加量d.拉力f与重力做功的代数和等于电阻r上产生的热量解析当外力f拉着金属杆匀速上升时，拉力要克服重力和安培力做功,拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于电阻r上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和,选项a错误,d正确.克服安培力做多少功，电阻r上就产生多少热量,选项b正确。电流做的功不等于重力势能的增加量，选项c错误。答案

11、bd11。如图所示，线圈c连接光滑平行导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计,导轨上放着导体棒mn。为了使闭合线圈a产生图示方向的感应电流，可使导体棒mn（）a.向右加速运动b。向右减速运动c.向左加速运动d。向左减速运动解析当c中电流产生的磁场与a中电流产生的磁场方向相同时，由右手定则判断mn应向左运动，c产生的磁场应减弱,故mn应减速,故可判断mn向左减速,同理可判断向右加速也可,故选a、d。答案ad12。如图所示,矩形线框abcd处于磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直,线框ab长为2l，bc长为l，mn为垂直于ab并可在ab和cd上自由滑动的金属杆，且杆

12、与ab和cd接触良好,abcd和mn上单位长度的电阻皆为r.让mn从ad处开始以速度v向右匀速滑动,设mn与ad之间的距离为x(0x2l),则在整个过程中()a。当x=0时,mn中电流最小b。当x=l时,mn中电流最小c。mn中电流的最小值为2bv5rd。mn中电流的最大值为6bv11r解析mn产生感应电动势为e=blv,mn中电流i=er总=blvlr+(l+2x)(5l-2x)r6l=6bl2v-4(x-l)2r+15l2r，当x=0时,mn中电流最大,mn中电流的最大值为imax=6bv11r,当x=l时,mn中电流最小,mn中电流的最小值为imin=2bv5r，故bcd正确，a错误.答

13、案bcd三、非选择题（本题共6小题,共60分。按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13。(6分)在研究电磁感应的实验中(1）一位学生将电流表、电池、电阻和开关连接成如图甲所示电路，接通开关,看到电流表指针偏向正接线柱一侧。这样做的目的是。（2）这位学生又把电流表及原、副线圈a和b、电池、开关连接成如图乙所示电路.当接通开关时，或接通开关后将线圈a插入线圈b的过程中，看到电流表的指针都偏向正接线柱一侧。比较电流的方向,可得出的实验结论是。当断开开关时，或将线圈a从线圈b中拔出的过程中，发现电流表的指针都偏向负接线柱一侧.比较电流的方向，可得出的实验结论是。

14、答案(1)查明电流表指针偏转方向与电流方向的关系(2)当线圈b中磁场增强时,线圈b中产生的感应电流磁场方向与原磁场方向相反当线圈b中磁场减弱时,线圈b中产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同14。（8分）如图是研究自感现象的电路图,两个灵敏电流计g1和g2的零点都在刻度中央,当电流从左向右流入时，指针向右偏,反之向左偏,在开关s接通的瞬间，g1指针向摆,g2指针向摆；s断开的瞬间，g1指针向摆，g2指针向摆（以上均选填“左”或“右”)，两个灵敏电流计指针的摆动幅度（选填“相等或“不相等”)。解析在开关s接通的瞬间,线圈阻碍电流增大，使电流慢慢增大到最大,但电流依然是从左向右流入；在s断开的瞬

15、间,线圈阻碍电流减小，使电流在线圈l、灵敏电流计g1、g2、电阻r构成的回路中慢慢减小到零,g1中电流为从左向右流入,g2中电流为从右向左流入；两表串联,电流相等,指针的摆动幅度相等。答案右右右左相等15。（10分）如图所示,、区域是宽度均为l=0.5 m的匀强磁场，磁感应强度大小b=1 t,方向相反。一边长l=0。5 m、质量m=0。1 kg、电阻r=0.5 的正方形金属线框,在外力作用下,以初速度v=10 m/s匀速穿过磁场区域.（1)取逆时针方向为正，作出it图像。（2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。解析（1)电流i1=blvr=10a,逆时针方向取正值,时间间隔t1=0.05s

16、；i2=2blvr=20a,顺时针方向取负值，时间间隔t2=0.05s;i3=blvr=10a,逆时针方向取正值,时间间隔t3=0.05s;电流随时间变化关系如图所示.（2)因为线框匀速运动,所以外力做的功等于电流做的功w=i12rt1+i22rt2+i32rt3=15j。答案(1）见解析(2)15 j16。（8分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为l，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大

17、小为b，方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为r，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求(1）作用在金属棒ab上的安培力的大小。(2）金属棒运动速度的大小。解析（1)设导线的张力的大小为ft，右斜面对ab棒的支持力的大小为fn1,作用在ab棒上的安培力的大小为f，左斜面对cd棒的支持力大小为fn2.对于ab棒,由力的平衡条件得2mgsin=fn1+ft+ffn1=2mgcos对于cd棒,同理有mgsin+fn2=ftfn2=mgcos联立式得f=mg(sin-3cos)（2）由安培力公式得f=bil这里i是回路abdca中的感应电流

18、。ab棒上的感应电动势为e=blv式中，v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得i=er联立式得v=（sin-3cos）mgrb2l2答案(1）mg（sin -3cos ）(2)（sin -3cos ）mgrb2l217。(12分）如图，水平面（纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为f的恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为b、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求:（1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小。（2)电阻的阻值。解析(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得f-mg=ma设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v=at0当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为e=blv联立式可得e=blt0fm-g(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为i，根