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自测卷（二）

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1章末自测卷(二)(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7个小题，每小题6分，共42分)1．(2021·淮南一中高二月考)电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁体位于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁体N极远离线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从b到a，下极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从a到b，上极板带正电〖答案〗D〖解析〗当磁体开始由图示位置向上运动时，N极远离线圈，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即向下，再由安培定则可得线圈中感应电流的方向，通过电阻R的电流从a到b，a点电势高于b点，所以电容器上极板带正电，故A、B、C错误，D正确。2．(2021·黑龙江哈尔滨三中高二月考)如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内。当AB导线中电流I发生变化时，发现闭合线圈向左摆动，下列说法正确的是()A．AB中的电流减小，线圈中产生逆时针方向的电流B．AB中的电流减小，线圈中产生顺时针方向的电流C．AB中的电流增大，线圈中产生逆时针方向的电流D．AB中的电流增大，线圈中产生顺时针方向的电流〖答案〗B〖解析〗AB中的电流减小，线圈中向里的磁通量减小，所以将产生顺时针方向的电流，同时线圈向左运动，故A错误，B正确；AB中的电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向，同时线圈向右运动，故C、D错误。3．(2021·黑龙江哈尔滨六中高二开学考)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c将向左摆动()A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动C．向右做减速运动 D．向右做加速运动〖答案〗D〖解析〗导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会向左摆动，故A、B错误；导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向(从左向右看)的感应电流，与线圈中的电流的方向相反，则线圈c被螺线管吸引，向右摆动，故C错误；导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向(从左向右看)的感应电流，与线圈中的电流的方向相反，则线圈c被螺线管排斥，向左摆动，故D正确。4．(2021·新疆乌鲁木齐八中高二期末)电动汽车越来越被人们所喜爱，某一种无线充电方式的基本原理如图所示，路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。若汽车正在匀速行驶，下列说法正确的是()A．感应线圈中产生的是方向不变、大小不变的电流B．感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流C．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，且该安培力会阻碍汽车运动D．若给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果〖答案〗C〖解析〗由于路面上的线圈中的电流不知是怎么变化，即产生的磁场无法确定变化情况，所以感应线圈中的电流大小不能确定，故A、B错误；因线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到安培力，根据“来拒去留”可知，此安培力阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，故C正确；给路面下的线圈通以同向电流时，路面下的线圈产生相同方向的磁场，穿过感应线圈的磁通量变化率变小，所以产生的感应电流变小，影响充电效果，故D错误。5．(2021·浙江高二月考)下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是()A．图甲用磁体靠近轻质闭合铝环A，A会靠近磁体B．图乙断开开关S，触点C不立即断开C．图丙闭合开关S时，电流表有示数，断开开关S时，电流表没有示数D．图丁铜盘靠惯性转动，手持磁体靠近铜盘，铜盘转动加快〖答案〗B〖解析〗图甲用磁体靠近轻质铝环A，由于A环中发生电磁感应，根据楞次定律可知，A将远离磁体，故A错误；图乙断开开关S，由于B线圈中发生电磁感应现象阻碍电流的减小，因此线圈仍有磁性，触点C不立即断开，故B正确；图丙闭合开关S和断开开关S时均会发生电磁感应现象，因此电流表均有示数，故C错误；当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，受到安培力，由楞次定律可知，安培力阻碍铜盘转动，因此铜盘转动将变慢，故D错误。6．(2021·浙江高二月考)如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应()A．先拆除电流表 B．先断开S1C．先拆除哪个器件都可以 D．先断开S2〖答案〗D〖解析〗若先断开开关S1或先拆去电流表，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2。故选项D正确。7．如图所示，直角三角形ADC区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，AD边长为2L，直角三角形导线框abc与直角三角形ADC相似，ab边长为L，∠ACD＝∠acb＝30°，线框在纸面内，且bc边和DC边在同一直线上，bc边为导线，电阻不计，ab边和ac边由粗细均匀的金属杆弯折而成。现用外力使线框以速度v匀速向右运动通过磁场区域，则线框在通过磁场的过程中，Uab随时间变化的关系图像正确的是()〖答案〗B〖解析〗线框进入磁场的过程中，ac边切割磁感线的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，a、b两端的电势差Uab均匀增大，当ab边刚要进入磁场时，感应电动势最大，线框运动的速度为v，最大感应电动势E＝BLv，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，由于ac边长为ab边长的2倍，Uab＝－eq\f(1,3)BLv；线框进入磁场后，回路中没有感应电流，Uab＝－BLv；在线框出磁场的过程中，线框ab边切割磁感线，且切割磁感线的有效长度随时间均匀减小，且ac边刚出磁场时，感应电动势最大，为E＝BLv，此时Uab＝－eq\f(2,3)BLv，选项B正确。二、多项选择题(本题共3个小题，每小题6分，共18分)8．(2021·肇东市一中高二期末)下列说法中正确的是()A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应C．精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应〖答案〗AD〖解析〗电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物，故A正确；磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，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，故B错误；精密线绕电阻常采用双线绕法，通入电流后，双线产生的磁场方向是相反的，所以会减弱通电时产生的磁场，这样，就能减小电流改变时引起的自感现象，达到维持电阻稳定的目的，故C错误；车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是有交流电通过的线圈产生迅速变化的磁场，磁场在金属物体内部能感生涡电流，涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，故D正确。9．(2021·赣州市赣县三中高二月考)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中()A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势最大C．线圈中D时刻感应电动势为零D．线圈中O至D时间内平均感应电动势为4V〖答案〗AC〖解析〗由题图可知，O时刻切线斜率最大，即线圈中磁通量的变化率为最大，则感应电动势最大；D时刻磁通量的变化率为零，则线圈中感应电动势为零。从O至D时间内，根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势为E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2×10－3,0.005)V＝0.4V，故A、C正确，B、D错误。10．(2021·山西运城市高二月考)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框ab，O为圆心，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，使OC以角速度ω逆时针匀速转动，则()A．通过电阻R的电流方向由a经R到OB．导体棒O端电势低于C端的电势C．回路中的感应电动势大小为eq\f(Br2ω,2)D．回路中的感应电流大小为eq\f(Br2ω,2R)〖答案〗CD〖解析〗根据右手定则可知，电流方向为由O经R到a，A错误；根据右手定则可知，OC等效为电源，O为正极，C为负极，O端电势高于C端电势，B错误；根据动生电动势公式可知E＝BLeq\o(v,\s\up6(－))＝Breq\f(ωr＋0,2)＝eq\f(Br2ω,2)，C正确；根据欧姆定律可知I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Br2ω,2R)，D正确。三、计算题(每小题20分，共40分。)11．(2021·淮南一中高二月考)如图所示，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求：(1)电阻R消耗的功率；(2)导体棒运动距离x内通过电阻R的电荷量q；(3)水平外力的大小。〖答案〗(1)eq\f(B2L2v2,R)(2)eq\f(BLx,R)(3)eq\f(B2L2v,R)＋μmg〖解析〗(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为E＝BLv根据闭合电路欧姆定律，知感应电流为I＝eq\f(E,R)电阻R消耗的功率为P＝I2R联立可得P＝eq\f(B2L2v2,R)。(2)设时间为t，则电荷量q＝It＝eq\f(BLv,R)·eq\f(x,v)＝eq\f(BLx,R)。(3)对导体棒受力分析，受到向左的安培力、向左的摩擦力和向右的外力，三力平衡，故有F安＋μmg＝F而F安＝BIL＝Beq\f(BLv,R)L解得F＝eq\f(B2L2v,R)＋μmg。12．(2021·四川南充中学高二开学考)如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ＝53°，两导轨间距为L＝2m，导轨上端接有一电阻，阻值为R＝2Ω，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d＝1m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小B＝2T，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量m＝1kg、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。(已知重力加速度大小为g＝10m/s2，sin53°＝0.8)不计导轨电阻。求：(1)金属棒刚进入磁场时的速度v；(2)金属棒刚进入磁场时的加速度a；(3)金属棒穿过磁场过程中，金属棒上产生的电热。〖答案〗(1)4m/s(2)8m/s2方向平行导轨向上(3)7J〖解析〗(1)金属棒从静止释放到刚进入磁场，