人教版(新教材)高中物理选择性必修2第二章电磁感应章末检测（二）

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1章末检测（二）(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(共8小题，每小题4分，共32分。)1.下列说法正确的是()A.安培提出了分子电流假说B.法拉第发现了电流磁效应C.楞次发现了电流热效应D.奥斯特发现了电磁感应定律〖解析〗安培提出了分子电流假说，说明了一切磁现象都是由电流产生的，故A正确；奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故B错误；焦耳发现了电流热效应，故C错误；法拉第发现了电磁感应定律，故D错误。〖答案〗A2.电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍，下列不属于电磁感应现象及其应用的是()A.发电机 B.电动机C.变压器 D.日光灯镇流器〖解析〗发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流—电磁感应现象来工作的，选项A不符合题意；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，不属于电磁感应现象及其应用，选项B符合题意；变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的，选项C不符合题意；日光灯镇流器利用了电磁感应现象中的自感现象，选项D不符合题意。〖答案〗B3.关于电磁感应，下列说法中正确的是()A.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大D.通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大〖解析〗穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定，故A项错误；穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，则感应电动势也会最大，故B项错误；穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定，故C项错误；通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势也越大，故D项正确。〖答案〗D4.如图，螺线管导线的两端与两平行金属板相连接，一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂于两金属板间并处于静止状态。线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，现将S闭合，当磁场发生变化时小球将偏转。若磁场发生了两次变化，且第一次比第二次变化快，第一次小球的最大偏角为θ1；第二次小球的最大偏角为θ2，则关于小球的偏转位置和两次偏转角大小的说法正确的()A.偏向B板，θ1＞θ2 B.偏向B板，θ1＜θ2C.偏向A板，θ1＞θ2 D.偏向A板，θ1＜θ2〖解析〗线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，据楞次定律可知线圈的感应电动势下高上低，则B板电势高，A板电势低，小球向A偏转，当磁场变化快时电动势大，偏角大，则C正确。〖答案〗C5.如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若()A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向〖解析〗根据楞次定律，当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A、B错误；当金属圆环向左移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律可以知道，产生的感应电流为顺时针，故选项C错误；当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，故根据楞次定律可以知道，产生的感应电流为逆时针，故选项D正确。〖答案〗D6.如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长L为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的速度v＝20cm/s匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t＝0，正确反映感应电流随时间变化规律的图像是()〖解析〗线框进入磁场过程：时间t1＝eq\f(L,v)＝1s。根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，感应电流大小I＝eq\f(BLv,R)不变。线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应电流产生，经历时间t2＝eq\f(d－L,v)＝1s。线框穿出磁场过程：时间t3＝eq\f(L,v)＝1s。感应电流方向是顺时针方向，感应电流大小I＝eq\f(BLv,R)不变，故C正确。〖答案〗C7.为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向里(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为()A.始终逆时针方向B.先逆时针，再顺时针方向C.先顺时针，再逆时针方向D.始终顺时针方向〖解析〗列车带着磁场向右运动，其实相当于线圈的左边向左运动切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的电流方向先是沿逆时针方向，当线圈的右边进入磁场时，相当于线圈右边向左切割磁感线，也可以判断出线圈中的感应电流方向是顺时针方向，故线圈中的电流是先逆时针，再顺时针方向，所以选项B正确。〖答案〗B8.如图(a)所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(b)所示，则在0～t0时间内电容器()A.上极板带正电，所带电荷量为eq\f(CS（B2－B1）,t0)B.上极板带正电，所带电荷量为eq\f(C（B2－B1）,t0)C.上极板带负电，所带电荷量为eq\f(CS（B2－B1）,t0)D.上极板带负电，所带电荷量为eq\f(C（B2－B1）,t0)〖解析〗磁场增强，环形导体中产生逆时针方向的感应电动势，感应电动势为U＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(S（B2－B1）,t0)，电容器上极板与正极相连，上极板带正电，q＝CU＝eq\f(CS（B2－B1）,t0)，选项A正确。〖答案〗A二、多项选择题(共4小题，每小题4分，共16分。)9.我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设左侧机翼末端处的电势为φ1，右侧机翼末端处的电势为φ2，则()A.飞机从西向东飞时，φ1比φ2高B.飞机从东向西飞时，φ2比φ1高C.飞机从南向北飞时，φ1比φ2高D.飞机从北向南飞时，φ2比φ1高〖解析〗当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下；由于在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，所以由右手定则可判知，在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左侧机翼电势高，右侧机翼电势低，即总有φ1比φ2高，故A、C正确，B、D错误。〖答案〗AC10.如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，那么()A.断开S，A立即熄灭B.断开S，B立即熄灭C.断开S，A闪亮一下后熄灭D.断开S，B闪亮一下后熄灭〖解析〗当电路稳定后A灯被短路，不亮；S断开瞬时，B立刻熄灭，L相当于电源，与A组成回路，则A灯闪亮一下后逐渐熄灭，选项B、C正确。〖答案〗BC11.如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流i，矩形金属线圈abcd与导线共面，线圈的长是宽的2倍，第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是()A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次线圈所产生的平均感应电动势不相等C.两次通过线圈导线横截面的电量相等D.两次通过线圈导线横截面的电量不相等〖解析〗根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈磁通量的变化量不同，根据eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，选项A错误，B正确；根据q＝neq\f(ΔΦ,R)可知两次通过线圈导线横截面的电量不相等，选项C错误，D正确。〖答案〗BD12.两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N〖解析〗由E－t图像可知，线框经过0.2s全部进入磁场，则速度v＝eq\f(l,t)＝eq\f(0.1,0.2)m/s＝0.5m/s，选项B正确；E＝0.01V，根据E＝Blv可知，B＝0.2T，选项A错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框中的感应电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.01,0.005)A＝2A，所受的安培力大小为F＝BIl＝0.04N，选项D错误。〖答案〗BC三、实验题(共2小题，共10分)13.(4分)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是________。A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B.线圈A从B线圈中拔出过程中，有感应电流C.线圈A停在B线圈中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量不变〖解析〗由电路图可知，开关接在电流表与副线圈B的电路中，接通和断开开关，只是使线圈B所在回路闭合或断开，不影响原线圈A中电流的变化；线圈A插入线圈B的过程中，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，则有感应电流，故A正确；同理，当线圈A从B线圈中拔出过程中，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，则有感应电流，故B正确；线圈A停在B线圈中，穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流，故C错误；线圈A拔出线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量减少，故D错误。〖答案〗AB14.(6分)法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。”小明和芳芳根据课文中的描述进行了进一步探究。(1)芳芳同学思考：线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电流的大小可能不一样。于是她验证如下：(a)先用大约25圈的漆包线圈的一条边框较快地切割磁感线运动(b)然后用单根导线以相同的情况切割磁感线运动。你认为两次灵敏电流汁指针偏转程度________。A.(a)较大 B.(b)较大C.一样大 D.无法确定(2)实验过程中小明与芳芳又用线圈和条形磁铁来做实验(如图乙所示)，发现灵敏电流计指针发生偏转。你认为在此实验中产生感应电流大小跟什么因素有关？请你总结一下。①____________________；②____________________；(3)在(1)、(2)两个实验中，如何改变感应电流的方向？每个实验各写出一种方法。①____________________；②____________________。〖解析〗(1)因为多匝线圈在磁场中运动时，相当于多根导线同时切割磁感线，即相当于多个电源串联，则电路中电流较大，即(a)中较大，故选A。(2)我们知道导体切割磁感线可以产生感应电流，即导体和磁场发生了相对运动；本题中磁场运动，可以认为导线相对于磁场发生了运动，故也可以产生感应电流；感应电流应与磁场的强弱、磁体运动的变慢及线圈的匝数等有关。(3)感应电流的方向与切割方向及磁场方向有关，故二者都可以通过改变磁极方向和运动方向改变电流方向；即①改变切割方向(或改变磁极方向)；②改变磁极方向(或改变磁铁的运动方向)。〖答案〗(1)A(2)①条形磁铁磁场强弱②线圈匝数多少〖或条形磁铁插入(拔出)线圈的快慢〗(3)①改变切割方向(或改变磁极方向)②改变磁极方向(或改变磁铁的运动方向)四、解答题(共4小题，共42分)15.(10分)如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成θ角，M、P间接阻值为R的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度v匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为g，求：(1)金属棒产生的感应电动势E；(2)通过电阻R电流I；(3)拉力F的大小。〖解析〗(1)根据法拉第电磁感应定律E＝Bdv(2)根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Bdv,R＋r)(3)导体棒的受力情况如图所示，根据牛顿第二定律有F－F安－mgsinθ＝0又因为F安＝BId＝eq\f(B2d2v,R＋r)所以F＝mgsinθ＋eq\f(B2d2v,R＋r)〖答案〗(1)Bdv(2)eq\f(Bdv,R＋r)(3)mgsinθ＋eq\f(B2d2v,R＋r)16.(10分)如图所示，一个足够长的“U”形金属框架与水平面成θ＝37°角，宽l＝0.5m，上端有一个电阻R0＝2.0Ω，框架的其他部分电阻不计，有一垂直于框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T，ab为金属杆，与框架接触良好，其质量m＝0.1kg，电阻r＝0.5Ω，杆与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，杆由静止开始下滑，在速度达到最大值的过程中，电阻R0产生的热量Q0＝2.0J(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。求：(1)通过R0的最大电流；(2)ab杆下滑的最大速度；(3)从开始到速度最大的过程中ab杆下滑的距离。〖解析〗(1)杆达到最大速度后，ab中最大电流为Im，由平衡条件BIml＋μmgcosθ＝mgsinθ解得Im＝0.4A(2)由闭合电路的欧姆定律Em＝Im(R0＋r)＝1.0V由法拉第电磁感应定律Em＝Blvm解得vm＝eq\f(Em,Bl)＝eq\f(1.0,1.0×0.5)＝2m/s(3)电路中产生的总焦耳热Q总＝eq\f(R0＋r,R0)Q0＝eq\f(5,4)Q0＝2.5J由动能定理得mgxsinθ－μmgxcosθ－Q总＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)解得杆下滑的距离x＝13.5m〖答案〗(1)0.4A(2)2m/s(3)13.5m17.(10分)如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l＝0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m＝2.4g的重物，图中L＝0.8m，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B0＝0.5T，并且按eq\f(ΔB,Δt)＝0.1(T/s)的规律增大，不计摩擦阻力，(g＝10m/s2)求：(1)回路电流的大小及方向；(2)至少经过多长时间才能将重物吊离地面？〖解析〗(1)由楞次定律可知，回路的电流从上向下看顺时针根据法拉第电磁感应定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)L·l＝0.04V则I＝eq\f(E,R＋