高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.4 电磁感应的案例分析课堂检测

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.4 电磁感应的案例分析课堂检测，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2.4电磁感应的案例分析基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．如图所示，均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为B．圆环的质量为m，半径为r，给环以竖直向上的初速度v，圆环上升的最大高度为H，然后落回抛出点，此过程中（　　）A．圆环先有扩张后有收缩趋势 B．圆环上升时间比下降时间短C．圆环上升过程和下降过程产生的热量相同 D．圆环上升过程经过位置时的速度小于2．如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则(        )A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场和离开磁场时感应电流大小相等C．圆环在磁场中运动时均有感应电流D．圆环将在磁场中不停地摆动3．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和的单匝闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。若此过程中流过两线框的电荷量分别为、，则为（　　）A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定4．如图甲所示，在匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面在纸面内，磁场方向垂直纸面，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向. 已知线圈的边长ab=1. 0m，bc=0. 5m，匣数N=100，总电阻r=2. 则A．3s时线圈中感应电动势的大小为0. 05VB．3s时线圈中感应电流的方向为a→d→c→b→aC．在1～5s内通过线圈的电荷量为0. 1CD．在0～5s内线圈产生的焦耳热为100J5．如图所示，在和的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，则线框中的感应电流i（取逆时针方向的电流为正）随时间t的函数图象大致是下图中的 （　　）A．B．C．D．6．条光滑的平行导轨水平放置，导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻，将整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，现将一导体棒置于O点，从某时刻起，在一外力的作用下由静止开始向左做匀加速直线运动，导体棒先后通过M和N两点，其中OM＝MN．已知导体棒与导轨接触良好，始终与导轨垂直，且除定值电阻外其余部分电阻均不计．则下列说法错误的是（   ）A．导体棒在M、N两点时，所受安培力的大小之比为1∶B．导体棒在M、N两点时，外力F的大小之比为1∶C．导体棒在M、N两点时，电路的电功率之比为1∶2D．从O到M和从M到N的过程中流过电阻R的电荷量之比为1∶17．如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过线框内的磁通量变小B．线框所受安培力的方向始终竖直向上C．线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针D．线框的机械能守恒8．如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中ab=cd=L，ab边接有定值电阻R， cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，两弹簧处于自然长度，给线框一竖直向下的初速度v0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是A．线框中产生的最大感应电流大于B．初始时刻cd边所受安培力的大小为C．cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于D．在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为9．如图，一正方形闭合线圈，从静止开始下落一定高度后，穿越一个有界的匀强磁场区域，线圈上、下边始终与磁场边界平行．自线圈开始下落到完全穿越磁场区域的过程中，线圈中的感应电流I、受到的安培力F及速度v随时间t变化的关系，可能正确的是(       )A．B．C．D．10．著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（   ）A．圆盘将逆时针转动B．圆盘将顺时针转动C．圆盘不会转动D．无法确定圆盘是否会动11．如图所示，A是一边长为L的正方形线框，电阻为R，使线框以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域.磁场宽度为,0时刻线框右边距磁场左边边界距离为L，若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则图中磁场对线框的作用力F随时间t的变化图像在图中正确的是（       ）.A．B．C．D．12．如图所示，在一绝缘光滑的水平地面上，有一宽度为的匀强磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向里，一边长为的正方形线框以速度v从磁场区域的左侧进入并开始计时，线框恰好从磁场区域的右侧冲出，则下列说法正确的是（　　）A．线框在磁场中匀速运动的时间为B．线框中始终有电流且进入过程与冲出过程的电流方向相反C．线框在进入磁场过程中与冲出过程中产生的热量之比为2:1D．线框在进入磁场过程中与冲出过程中通过线框某截面的电荷量之比为2:113．如图所示，在同一绝缘水平面内的平行导轨AB、CD间有竖直向下的匀强磁场（俯视图），在两轨道上有a、b两根完全相同的导体棒（同材料、同横截面），导体棒a斜放在导轨间导体棒b与两导轨垂直，在导轨A、B端加上恒定电压，两导体棒均处于静止状态，导轨电阻不计。则关于两根导体棒受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）A．两根导体棒受到摩擦力的方向相同B．两根导体棒受到摩擦力的方向相反C．两根导体棒受到摩擦力的大小相等D．a棒受到的摩擦力大于b棒受到的摩擦力14．如图所示，一个质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，且环的半径相对于L可不计。离O点下方处有一宽度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是（　　）A． B． C． D．15．如图所示，很长的光滑平行导轨倾斜放置，导轨下端连有一小灯泡，匀强磁场垂直于导轨平面，当金属棒ab下滑至稳定运动状态时，小灯泡获得一稳定功率，若除灯泡之外，其它电阻均不计，要使小灯泡的功率提高一倍，在其它条件不变的情况下，下列措施中正确的是（　　） A．换一只电阻为原来灯泡电阻一半的灯泡B．将磁场的磁感应强度增大到原来的倍C．换用一根质量为原来的倍的金属棒D．将导轨间距离增大到原来的两倍二、填空题（共4题）16．如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，现使导线框绕a点在纸面内顺时针转动，经时间t转到图中虚线位置，则在时间t内导线框abcd中感应电流方向为________方向(选填“顺时针”或“逆时针”)，平均感应电动势大小等于________．17．如图，边长为 a、电阻为 R 的正方形线圈在水平外力的作用下以 速度v匀速穿过宽为 b 的有界的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为 B， 从线圈开始进入磁场到线圈刚离开磁场的过程中，外力做功为   W．若 a>b，则 W＝______________，若 a<b，则 W=___________________．18．如图所示，空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为l，在竖直平面中的正方形线框边长也为l，质量为m，电阻为R离磁场上边的距离为h.若线框自由下落后恰能匀速通过磁场区域，则线框下落的高度________；线框通过磁场区域的时间___________.19．某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r＝40Ω的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω，初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差为h。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。(1)磁铁穿过螺线管过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约____V。(2)图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是   (    )A．线圈中的磁通量变化率经历先增大后减小再增大再减小的过程B．如果滑片从中间向左移动时，坐标系中的两个峰值一定都会减小C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度gD．如果仅略减小h，两个峰值都会减小(3)在磁铁下降h的过程中，可估算机械能转化为电能是___________J。三、综合题（共4题）20．如图所示，螺线管与平行金属导轨M、N以及金属杆CD 组成闭合回路。螺线管匝数n =500匝、阻值R=0.5Ω、线圈面积S=2.5×10-2m2，线圈处在空间分布均匀、方向与线圈平面垂直的磁场B1中。导轨M、N的间距L=0.25m，与水平方向的夹角θ＝53˚，处在磁感应强度大小为B2＝0.5T、方向垂直导轨平面向下的另一匀强磁场中。CD 杆质量m＝5×10-2kg，水平放置在导轨M、N上与导轨垂直接触良好。两磁场区域不重合，导轨M、N和CD杆的电阻均不计。重力加速度g=10m/s2 ，磁场B1按图乙规律变化时，CD 杆静止在金属导轨上，sin53°=0.8.求：(1)流过CD杆电流的大小和方向；(2)CD 杆受到的摩擦力大小。21．如图，固定在匀强磁场中的正方形导线框边长为l，其中边和边是电阻为R的电阻丝，其余两边是电阻可忽略的铜导线。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与边相同的电阻丝PQ架在线框上，在外力作用下，由静止开始从边滑向边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好。当PQ经过边中点时，速度为v，求：（1）电阻丝PQ经过边中点时，PQ中的电流大小和方向；（2）从静止开始到运动至边中点的过程中，通过电阻丝PQ横截面的电荷量。22．如图所示，MPQ、M′P′Q′是光滑平行导轨，其中倾斜部分MPP′M′为金属材料制成，电阻可不计，倾角为α=37°，并处在与MPP′M′平面垂直且向下的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为2T；水平部分PQQ′P′为绝缘材料制成，所在空间内存在竖直方向的磁场，在PQ上取一点为坐标原点O，沿PQ方向建立x轴，可知磁感应强度分布规律为（取竖直向上为正方向）；两部分导轨的衔接处用小圆弧连接，金属棒通过时无机械能损失，两导轨间接有阻值为R=5Ω的定值电阻。正方形金属线框cdef的质量m2=2kg、边长为L=1m，每条边的电阻r2=2Ω，f点刚好位于坐标原点，fc边与PP′平行。现将一根质量m1=1kg，长度L=1m，电阻r1=2Ω的金属棒ab从图示位置静止释放，滑到斜面底端前已达到匀速运动。若整个过程ab棒、金属框与导轨始终接触良好，（重力加速度g=10m/s2，，），求：（1）ab棒滑到底端时的速度大小和ab棒两端的电压Uab；（2）ab棒与金属线框碰撞后合成一个整体一起在轨道上滑行，滑行过程中ed边产生的焦耳热；（3）第（2）所涉及的滑行过程中，通过ed棒的电荷量。23．如图所示，竖直放置的平行导轨上搁置了一根与导轨接触良好的金属棒，当棒下落时，能垂直切割磁感线，试标出棒的感应电流方向和所受磁场力的方向.(      )
参考答案：1．B2．D3．B4．D5．A6．B7．B8．C9．A10．A11．B12．A13．C14．C15．C16．     顺时针     17．          18．          19．     0.9V     ACD     20．(1)，方向由C流向D；(2)21．（1），从Q到P；（2）22．（1）10.5m/s，15V；（2）5.25J；（3）5.25C23．