【文档说明】【精准解析】22021学年物理人教版选择性必修第二册：第二章　电磁感应测评.docx，共(10)页，378.188 KB，由envi的店铺上传

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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.1∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶1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A3.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Δ𝛷Δ𝑇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>mg时,环跳起,Δ𝛷Δ�

�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Ⅰ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L

1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IL1>IA1,即RL1<RA1,故A错;题图甲中,闭合开关S1,电路稳定后,因为RL1<RA1,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。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0~1s,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=SΔ𝐵Δ𝑡,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1~3s,感应电流方向为顺时针,沿正方向,电流大小为定值,与0~1s相等;3~4s感应电流方向为逆时针,沿负方向,电流大小为定值,与0~1s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(0≤x≤2l),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=𝐵𝑙𝑣𝑙

𝑟+(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BC

D正确,A错误。答案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。①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。②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。答案(1)查明电流表指针偏转方向与电流方向的关系(2)①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②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,Ⅰ、Ⅱ区域是宽度

均为l=0.5m的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T,方向相反。一边长l=0.5m、质量m=0.1kg、电阻R=0.5Ω的正方形金属线框,在外力作用下,以初速度v=10m/s匀速穿过磁场区域。(1)取逆时针方向为正,作出i-

t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Δt1=0.05s;I2=2𝐵𝑙𝑣𝑅=20A,顺时针方向取负值,时间间隔Δ

t2=0.05s;I3=𝐵𝑙𝑣𝑅=10A,逆时针方向取正值,时间间隔Δt3=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=𝐼12RΔt1+𝐼22RΔt2+𝐼32RΔt3=15J。答案(1)见解析(2)15J16.(8分)如

图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,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μ,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2mgsi

nθ=μFN1+FT+F①FN1=2mgcosθ②对于cd棒,同理有mgsinθ+μFN2=FT③FN2=mgcosθ④联立①②③④式得F=mg(sinθ-3μcosθ)⑤(2)由安培力公式得F=BIl⑥这里I是回路abdca中的

感应电流。ab棒上的感应电动势为E=Blv⑦式中,v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得I=𝐸𝑅⑧联立⑤⑥⑦⑧式得v=(sinθ-3μcosθ)𝑚𝑔𝑅𝐵2𝑙2⑨答案(1)mg(sinθ-3μcosθ)(2)(sinθ-3μcosθ)𝑚𝑔𝑅�

�2𝑙217.(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μ。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-μmg=ma①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=at0②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=Blv③联立①②③式可得E=Blt0(𝐹𝑚-𝜇𝑔)④(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,根据欧姆定律I=𝐸𝑅⑤式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为F安=BlI⑥因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得F-μmg-F安=0⑦联立④⑤⑥⑦式得R=𝐵2𝑙2𝑡0𝑚⑧

答案(1)Blt0(𝐹𝑚-𝜇𝑔)(2)𝐵2𝑙2𝑡0𝑚18.(16分)某同学设计了一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处

的转轴上。转轴的左端有一个半径r=𝑅3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连。测量

a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V。(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2)(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?

(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。解析(1)由题意可知,a点接正极。(2)由电磁感应定律得U=E=BR获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com