人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试课后作业题

第二章  电磁感应

能力提升卷

班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________

（考试时间：60分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。）

1.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外。下述过程中能使线圈产生感应电流的是（　　）

A. 以dc为轴转动45° B. 以ad为轴转动45°

C. 将线圈向下平移 D. 将线圈向上平移

2.（2020·北京市朝阳区高三下学期6月二模）磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是

A. 俯视看线圈中通有逆时针方向的电流

B. 穿过铝框的磁通量减少

C. 俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流

D. 使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处

3.（2021·河北省保定市容大中学高三上学期开学考试）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为、下弧长为的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2、下弧长为2的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且《L．先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是  (      )

A. 金属线框进入磁场时感应电流的方向为

B. 金属线框离开磁场时感应电流的方向为

C. 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等

D. 金属线框最终将在磁场内左右摆动

4.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离    (   )

A. B. C.  D.

5.（2020·北京市昌平区高三下学期6月二模）如图所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是（　　）

A. 将abcd向左平移

B. 将abcd垂直纸面向外平移

C. 将abcd以MN为轴转动30°

D. 将abcd以ab轴转动30°

6.（2020·北京市丰台区高三下学期6月二模）.无线充电技术已经广泛应用于生活中。感应充电是无线充电技术的一种，常用于小功率电器的无线充电。某电子购物平台中的一款电动牙刷采用了无线充电技术，充电座内含一套线圈和一个金属芯，牙刷柄内含有另一套线圈，如将牙刷座于基座上，就能够实现无线感应充电。关于此款电动牙刷的无线充电过程，以下说法正确的是（　　）

A. 利用恒定电流和交变电流都可以实现充电过程

B. 充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能

C. 感应充电技术为无线充电，充电效率可以达到100%

D. 感应充电的原理和磁电式电表的工作原理相同

7.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）美国《大众科学》月刊网站报道，明尼苏达大学的研究人员发现，一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度．这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图图示.A为圆柱型合金材料，B为线圈．套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热，则A变成两端为磁极的强磁合金，下列判断正确的是

A. B中一定产生逆时针方向的电流

B. B中一定产生顺时针方向的电流

C. B线圈一定有收缩的趋势

D. B线圈一定有扩张的趋势

8.（2021·湖南省益阳市高三上学期9月质检）如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（　　）

A. 电阻R两端的电压为0.90V

B. 导体棒b端电势高

C. 回路中感应电流的大小为3.0A

D. 维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N

9.（2021·江苏省南京市六校联合体高三上学期期初调研）一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（　　）

A. 时刻，圆环有扩张的趋势

B. 时刻，圆环有收缩的趋势

C. 和时刻，圆环内有相同的感应电流

D. 和时刻，圆环内有相同的感应电流

10.（2021·江苏省南京市三校高三上学期11月期中考试）用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面（纸面）向里．当磁场均匀减弱时

A. 圆环和线框中的电流方向都为顺时针

B. 圆环和线框中的电流方向都为逆时针

C. 圆环和线框中的电流大小之比为

D. 圆环和线框中的电流大小比为2 :1

11.（2021·陕西省咸阳市永寿中学高三上学期开学考试）如图甲所示，半径为r=1 m的电线圈处在匀强磁场中，磁场与线圈平面垂直，线圈的电阻R=10 Ω，磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直线圈平面向里为磁场的正方向，则下列说法正确的是（　　）

A. 0~1 s内线圈中产生的电流沿逆时针方向，大小为0.314 A

B. 0~2 s内感应电流的平均功率约为4. 9 W

C. 2~3 s内感应电流的方向与3~4 s内感应电流方向相反

D. 4~5 s内通过线圈截面的电荷量为C

12.（2021·浙江省嘉兴市高三9月教学测试）如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为的平行金属板A、B之间有一个磁感应强度为的匀强磁场，将一束等离子体以的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为，定值电阻，电压表为理想电表。闭合开关S，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为，则（　　）

A. 金属板A带正电

B. 图中导电液体沿顺时针方向旋转

C. 磁流体发电机的效率约为50%

D. 导电液体旋转的机械功率为

第II卷（非选择题 共52分）

二、实验题（满分18分）

13．如图所示，虚线区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一单匝正方形导线框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合．现将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场，则此过程中穿过导线框的磁通量                                （填“增加”或“减少”）；若这一过程磁通量变化了0.05Wb，所用时间为0.1s，导线框中产生的感应电动势是                  V．
 

14．(1)如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置．

①将图中所缺导线补接完整__________ .

②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将___________（选填 “向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）.

(2)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压.

①下列操作正确的是 ________

A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡   

B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡

C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡   

D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡

②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下,先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）.

三、解答题（满分37分，其中15题10分，16题10分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

15．（2020·北京市中关村中学高三下学期三模）如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长为L，其中ab段的电阻为R．在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下．线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域，线框始终与磁场方向垂直且无转动．求：

（1）在线框的cd边刚进入磁场时，bc边两端的电压Ubc；

（2）为维持线框匀速运动，水平拉力大小F；

（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的热量Qbc．

16.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：

（1）感应电动势的大小E；

（2）拉力做功的功率P；

（3）ab边产生的焦耳热Q．

17.（2020·北京市166中学高三下学期考前测试）如图1所示，在电磁炉上放置装有适量水的平底锅，再将一个连有小灯泡的线圈套在平底锅外，可以看到小灯泡被点亮。其中，线圈和小灯泡组成的电路如图2所示。当电磁炉工作时，假设线圈所在空间均匀分布有与线圈平面垂直的磁场，磁感应强度变化率B0cost。

(1)①请分析说明小灯泡被点亮的原因；

②要使小灯泡亮度变化，可以采取哪些具体措施；

(2)有一种电磁炉专用锅，假设其锅底可等效成一系列半径不同的同心导电环，如图3所示，导电环之间彼此绝缘。设导电环单位长度的电阻为R0，忽略不同环中感应电流之间的相互影响，不计其他能量损失。求其中半径为r的导电环的热功率。