《第七章 电磁感应定律的应用》试卷及答案-高中物理选择性必修第二册-沪科版-2024-2025学年

《第七章电磁感应定律的应用》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在闭合回路中，当磁通量发生变化时，回路中产生的感应电流方向可以用下列哪个定律来判断？A.欧姆定律B.基尔霍夫定律C.法拉第电磁感应定律D.磁通量守恒定律2、一个闭合线圈在垂直于其平面的磁场中匀速运动，以下哪种情况下，线圈中不会产生感应电流？A.线圈速度增加B.磁场强度增加C.线圈面积增加D.线圈与磁场的夹角发生变化3、在闭合回路中，当导体棒以速度v垂直于磁场方向移动时，产生的感应电动势E的大小与以下哪个因素成正比？A.导体棒的长度LB.导体棒的速度vC.磁场的磁感应强度BD.导体棒与磁场方向的夹角θ4、一个闭合回路中的导体棒在磁场中运动时，下列哪种情况会产生感应电流？A.导体棒以恒定速度v垂直于磁场方向移动B.导体棒以恒定速度v平行于磁场方向移动C.导体棒以恒定速度v以某个角度θ相对于磁场方向移动D.导体棒静止不动5、在闭合电路的部分导体中，当导体做切割磁感线运动时，下列说法正确的是：A.只有导体运动方向与磁场方向垂直时，导体中才会产生感应电流。B.无论导体运动方向如何，只要导体运动，导体中就一定会产生感应电流。C.导体的运动速度越快，导体中产生的感应电流强度就越小。D.导体运动时，导体中的感应电流方向与导体运动方向无关。6、一个长直导线通有电流，在导线附近放置一个闭合线圈，下列说法正确的是：A.线圈中一定有感应电流产生。B.只有当导线中的电流方向改变时，线圈中才产生感应电流。C.只有当导线中的电流强度增大时，线圈中才产生感应电流。D.只要导线中的电流存在，线圈中就一定有感应电流。7、一个闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，以下哪种情况下会产生感应电流？（

）A.线圈与磁场平行，且线圈向磁场中运动B.线圈与磁场垂直，且线圈向磁场中运动C.线圈与磁场垂直，且线圈绕固定轴旋转D.线圈与磁场平行，且线圈绕固定轴旋转二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在下列现象中，不属于电磁感应现象的是：A.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生电流。B.电能表中的铝盘转动时，带动电流表指针偏转。C.收音机天线接收无线电波，天线中的电流变化引起收音机内电子电路的变化。D.滑动变阻器通过改变电阻丝的长度来调节电路中的电流。2、一个闭合电路的一部分导体在磁场中以速度v垂直切割磁感线，磁感应强度为B，导体长度为L，导体的电阻为R。下列关于感应电动势E的表述正确的是：A.感应电动势E与导体长度L成正比。B.感应电动势E与导体速度v成正比。C.感应电动势E与磁感应强度B成正比。D.感应电动势E与导体电阻R成正比。3、在一个闭合回路中，当导体棒以一定的速度垂直切割磁感线时，以下哪些物理量与导体棒切割磁感线的速度成正比？（

）A.电动势B.电流C.电阻D.动能三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：一条长直导线，通以电流I，放置在匀强磁场B中。现有一矩形线圈abcda′，边长分别为a线圈内磁通量的变化率dΦ线圈内感应电动势E的大小。第二题：一个均匀磁场垂直于一个水平放置的矩形线圈，线圈的长边为L，宽边为w。当线圈以恒定速度v沿磁场方向平移时，以下哪个说法是正确的？A.线圈中的感应电动势E与线圈的速度v成正比。B.线圈中的感应电动势E与线圈的长边L成正比。C.线圈中的感应电动势E与线圈移动的距离s成正比。D.线圈中的感应电动势E与线圈中的磁通量变化率成正比。第三题：实验名称：验证法拉第电磁感应定律。实验器材：一个矩形线圈，一个直流电源，一个电流表，一个计时器，一个滑动变阻器，一个导线，一个铁芯。实验步骤：将矩形线圈套在铁芯上，并将导线的一端与矩形线圈相连，另一端与直流电源的正极相连。调节滑动变阻器，使电流表的读数为0。同时启动计时器和电流表，逐渐增加电流，观察电流表读数的变化，并记录下不同电流值下电流表读数的变化时间。将实验数据填入下表：电流I(A)时间t(s)电流变化量ΔI(A)时间变化量Δt(s)0.250.250.4100.2100.6150.2150.8200.2201.0250.225请根据实验数据回答以下问题：（1）根据实验数据，分析电流变化量ΔI和时间变化量Δt之间的关系。（2）根据法拉第电磁感应定律，写出感应电动势E的表达式，并解释其中各个物理量的含义。（3）根据实验数据，计算在不同电流值下，感应电动势E的平均值，并分析其变化规律。第四题：某物理实验室里，有一台装置可以测量金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势。已知装置中金属棒的长度为20cm，磁场强度为0.5T，金属棒在磁场中垂直于磁场方向运动的速度为2m/s。（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的表达式。（2）计算金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的大小。（3）如果将金属棒的速度增加到4m/s，那么金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的大小是多少？第五题：一个长直导线通以恒定电流I，在导线附近有一个面积为S的矩形线圈，其一边与导线平行。当导线中的电流增加时，以下哪种情况下线圈中感应电流的方向会发生改变？A.线圈向导线靠近B.线圈远离导线C.线圈顺时针旋转D.线圈逆时针旋转《第七章电磁感应定律的应用》试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在闭合回路中，当磁通量发生变化时，回路中产生的感应电流方向可以用下列哪个定律来判断？A.欧姆定律B.基尔霍夫定律C.法拉第电磁感应定律D.磁通量守恒定律答案：C解析：法拉第电磁感应定律指出，感应电动势的方向与磁通量变化率成正比，并且其方向符合右手定则。因此，要判断感应电流的方向，应该使用法拉第电磁感应定律。欧姆定律描述的是电流、电压和电阻之间的关系，基尔霍夫定律是电路分析的基本定律，而磁通量守恒定律与电磁感应无关。所以正确答案是C。2、一个闭合线圈在垂直于其平面的磁场中匀速运动，以下哪种情况下，线圈中不会产生感应电流？A.线圈速度增加B.磁场强度增加C.线圈面积增加D.线圈与磁场的夹角发生变化答案：A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率有关。当闭合线圈在磁场中匀速运动时，若线圈速度增加、磁场强度增加、线圈面积增加或线圈与磁场的夹角发生变化，都会导致磁通量发生变化，从而产生感应电流。因此，不会产生感应电流的情况是线圈速度不变，即选项A。3、在闭合回路中，当导体棒以速度v垂直于磁场方向移动时，产生的感应电动势E的大小与以下哪个因素成正比？A.导体棒的长度LB.导体棒的速度vC.磁场的磁感应强度BD.导体棒与磁场方向的夹角θ答案：C解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E的大小与磁场的磁感应强度B成正比。具体地，感应电动势E可以表示为E=B*L*v，其中L是导体棒的长度，v是导体棒的速度。因此，选项C是正确的。4、一个闭合回路中的导体棒在磁场中运动时，下列哪种情况会产生感应电流？A.导体棒以恒定速度v垂直于磁场方向移动B.导体棒以恒定速度v平行于磁场方向移动C.导体棒以恒定速度v以某个角度θ相对于磁场方向移动D.导体棒静止不动答案：C解析：只有当导体棒相对于磁场有相对运动时，才会产生感应电流。在选项A中，虽然导体棒有相对运动，但速度方向与磁场方向垂直，不会产生感应电流。在选项B中，导体棒平行于磁场方向移动，没有垂直分量，因此也不会产生感应电流。在选项C中，导体棒以某个角度θ相对于磁场方向移动，既有垂直分量也有平行分量，会产生感应电流。在选项D中，导体棒静止不动，没有相对运动，因此不会产生感应电流。因此，正确答案是C。5、在闭合电路的部分导体中，当导体做切割磁感线运动时，下列说法正确的是：A.只有导体运动方向与磁场方向垂直时，导体中才会产生感应电流。B.无论导体运动方向如何，只要导体运动，导体中就一定会产生感应电流。C.导体的运动速度越快，导体中产生的感应电流强度就越小。D.导体运动时，导体中的感应电流方向与导体运动方向无关。答案：A解析：根据电磁感应定律，导体在磁场中运动切割磁感线时，只有当导体运动方向与磁场方向垂直时，导体中才会产生感应电流。若导体运动方向与磁场方向平行，则不会产生感应电流。因此，选项A是正确的。6、一个长直导线通有电流，在导线附近放置一个闭合线圈，下列说法正确的是：A.线圈中一定有感应电流产生。B.只有当导线中的电流方向改变时，线圈中才产生感应电流。C.只有当导线中的电流强度增大时，线圈中才产生感应电流。D.只要导线中的电流存在，线圈中就一定有感应电流。答案：D解析：根据法拉第电磁感应定律，当闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中才会产生感应电流。长直导线产生的磁场会影响闭合线圈的磁通量，只要导线中的电流存在，线圈中的磁通量就会发生变化，因此线圈中就一定有感应电流。所以，选项D是正确的。7、一个闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，以下哪种情况下会产生感应电流？（

）A.线圈与磁场平行，且线圈向磁场中运动B.线圈与磁场垂直，且线圈向磁场中运动C.线圈与磁场垂直，且线圈绕固定轴旋转D.线圈与磁场平行，且线圈绕固定轴旋转答案：C解析：根据法拉第电磁感应定律，当闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电流。选项C中，线圈与磁场垂直，线圈绕固定轴旋转会导致线圈中的磁通量发生变化，因此会产生感应电流。而选项A、B、D中，线圈与磁场平行或线圈向磁场中运动，线圈中的磁通量不会发生变化，所以不会产生感应电流。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在下列现象中，不属于电磁感应现象的是：A.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生电流。B.电能表中的铝盘转动时，带动电流表指针偏转。C.收音机天线接收无线电波，天线中的电流变化引起收音机内电子电路的变化。D.滑动变阻器通过改变电阻丝的长度来调节电路中的电流。答案：D解析：选项A描述的是法拉第电磁感应定律的直接应用，选项B描述的是电能表的原理，选项C描述的是收音机天线接收无线电波的过程，这些都是电磁感应现象。而选项D描述的是滑动变阻器通过改变电阻来调节电流，这属于电阻的调节原理，不是电磁感应现象。因此，正确答案是D。2、一个闭合电路的一部分导体在磁场中以速度v垂直切割磁感线，磁感应强度为B，导体长度为L，导体的电阻为R。下列关于感应电动势E的表述正确的是：A.感应电动势E与导体长度L成正比。B.感应电动势E与导体速度v成正比。C.感应电动势E与磁感应强度B成正比。D.感应电动势E与导体电阻R成正比。答案：ABC解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E与导体切割磁感线的速度v、导体长度L和磁感应强度B有关，其关系式为E=B*L*v。因此，感应电动势E与导体长度L（A选项）、导体速度v（B选项）和磁感应强度B（C选项）成正比。而感应电动势E与导体电阻R（D选项）无关，因此正确答案是ABC。3、在一个闭合回路中，当导体棒以一定的速度垂直切割磁感线时，以下哪些物理量与导体棒切割磁感线的速度成正比？（

）A.电动势B.电流C.电阻D.动能答案：A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与导体棒切割磁感线的速度成正比。因此，选项A正确。电流的大小取决于电动势和电路的电阻，不一定与速度成正比，故选项B错误。电阻是电路本身的性质，与导体棒切割磁感线的速度无关，故选项C错误。动能与导体棒的质量和速度平方成正比，与速度本身无关，故选项D错误。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：一条长直导线，通以电流I，放置在匀强磁场B中。现有一矩形线圈abcda′，边长分别为a线圈内磁通量的变化率dΦ线圈内感应电动势E的大小。答案：线圈内磁通量的变化率dΦ解析：因为线圈以速度v匀速向右平移，磁场B和线圈面积S都保持不变，所以磁通量Φ=B⋅线圈内感应电动势E的大小为零。解析：由于线圈在匀速平移过程中，线圈内的磁通量没有变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E的大小等于磁通量变化率的负值，即E=−dΦd注意：实际上，如果线圈在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电动势。在这个题目中，线圈是匀速平移，而不是切割磁感线，因此感应电动势为零。第二题：一个均匀磁场垂直于一个水平放置的矩形线圈，线圈的长边为L，宽边为w。当线圈以恒定速度v沿磁场方向平移时，以下哪个说法是正确的？A.线圈中的感应电动势E与线圈的速度v成正比。B.线圈中的感应电动势E与线圈的长边L成正比。C.线圈中的感应电动势E与线圈移动的距离s成正比。D.线圈中的感应电动势E与线圈中的磁通量变化率成正比。答案：D解析：根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势E与磁通量的变化率成正比，即E=-dΦ/dt。在这个问题中，线圈以恒定速度v沿磁场方向平移，磁通量Φ=BLw，其中B是磁感应强度。由于磁场是均匀的，磁通量的变化率dΦ/dt将取决于线圈长边L和宽边w的乘积以及磁场的变化。由于线圈沿磁场方向平移，磁通量Φ不发生变化，因此磁通量的变化率dΦ/dt为零。因此，线圈中的感应电动势E也为零。所以，选项D是正确的，因为感应电动势E与磁通量变化率成正比，而在这个特定情况下，磁通量变化率为零，所以感应电动势也为零。其他选项A、B、C都不正确，因为它们没有考虑到磁通量变化率的关键因素。第三题：实验名称：验证法拉第电磁感应定律。实验器材：一个矩形线圈，一个直流电源，一个电流表，一个计时器，一个滑动变阻器，一个导线，一个铁芯。实验步骤：将矩形线圈套在铁芯上，并将导线的一端与矩形线圈相连，另一端与直流电源的正极相连。调节滑动变阻器，使电流表的读数为0。同时启动计时器和电流表，逐渐增加电流，观察电流表读数的变化，并记录下不同电流值下电流表读数的变化时间。将实验数据填入下表：电流I(A)时间t(s)电流变化量ΔI(A)时间变化量Δt(s)0.250.250.4100.2100.6150.2150.8200.2201.0250.225请根据实验数据回答以下问题：（1）根据实验数据，分析电流变化量ΔI和时间变化量Δt之间的关系。（2）根据法拉第电磁感应定律，写出感应电动势E的表达式，并解释其中各个物理量的含义。（3）根据实验数据，计算在不同电流值下，感应电动势E的平均值，并分析其变化规律。答案：（1）根据实验数据，电流变化量ΔI和时间变化量Δt之间的关系为正比关系。（2）感应电动势E的表达式为：E=ΔΦ/Δt，其中ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示时间变化量。E表示在时间Δt内，由磁通量的变化引起的电动势。（3）根据实验数据，计算感应电动势E的平均值为0.2V。随着电流值的增加，感应电动势E的平均值基本保持不变。这是因为根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E与磁通量的变化率成正比，而磁通量的变化率与电流的变化率成正比，所以感应电动势E与电流的变化率无关，因此在不同电流值下，感应电动势E的平均值基本保持不变。第四题：某物理实验室里，有一台装置可以测量金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势。已知装置中金属棒的长度为20cm，磁场强度为0.5T，金属棒在磁场中垂直于磁场方向运动的速度为2m/s。（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的表达式。（2）计算金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的大小。（3）如果将金属棒的速度增加到4m/s，那么金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的大小是多少？答案：（1）根据法拉第电磁感应定律，金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的表达式为：E=B*