人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试单元测试测试题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试单元测试测试题，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
单元形成性评价(二)(第二章)(75分钟　100分)一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，下列说法错误的是(　　)A.电刷A的电势低于电刷B的电势B．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大C．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变小D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变小【解析】选A。根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向左，根据右手定则，金属盘产生的感应电流方向从B到A，则电刷A的电势高于电刷B的电势，A错误；根据E＝BLv，若仅提高金属盘转速，感应电动势将增大，则感应电流增大，灵敏电流计的示数将变大，B正确；根据E＝BLv，若仅减小电刷A、B之间的距离，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，C正确；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，流过电磁铁的电流将会减小，产生的磁感应强度减小，根据E＝BLv，感应电动势将减小，则感应电流减小，灵敏电流计的示数将变小，D正确。2．(2022·广州高二检测)如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，下列说法正确的是(　　)A.从上往下看，0～1 s内圆环中的感应电流沿逆时针方向B．2 s时圆环中的感应电流大于0.5 s时感应电流C．金属圆环中感应电流变化周期为2 sD．1 s时金属圆环所受安培力最大【解析】选B。从上往下看，0～1 s内螺线管在圆环中产生的磁场向上，磁通量增大，根据楞次定律，在圆环中产生的感应电流沿顺时针方向，A错误；2 s时图像的斜率最大，螺线管中的电流变化最快，在圆环中产生的感应电流最大，B正确；金属圆环中感应电流变化周期等于螺线管中电流变化的周期，都等于4 s，C错误；1 s时螺线管中的电流等于零，不产生磁场，对金属圆环无作用力，金属圆环不受安培力，D错误。3．(2022•广州高二检测)如图所示，某同学在电磁炉面板上竖直放置一纸质圆筒，圆筒上套一环形轻质铝箔，电磁炉产生的交变磁场的频率、强弱可以调节。现给电磁炉通电，发现铝箔悬浮了起来，则(　　)A.只减小磁场，铝箔悬浮高度将不变B．只增大频率，铝箔中产生的感应电流增大C．更换薄铝箔，铝箔中产生的感应电流变大D．在产生图示方向磁场时，断开电源，铝箔中会产生图示方向的电流【解析】选B。铝箔悬浮起来是由于磁场的变化，铝箔中产生感应电流，在磁场中受安培力作用，若减小磁场，感应电流不变时，安培力减小，铝箔悬浮高度会减小，故A错误；只增大频率，磁场的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势增加，因此铝箔中产生的感应电流增大，故B正确；更换薄铝箔，根据R＝ρ横截面积减小，铝箔的电阻增大，因此感应电流减小，故C错误；在产生图示方向磁场时，断开电源，向上的磁场减弱，根据楞次定律，铝箔中会产生感应电流与图示方向相反，故D错误。4．(2022·佛山高二检测)如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中线框内感应电流随时间变化情况的是(　　) 【解析】选A。开始90°的时候，线圈没有进入磁场，没有电流，90°到180°时，线圈进入磁场，根据楞次定律，可知电流为逆时针，180°到270°时，线圈在磁场内部，磁通量没有发生变化，没有电流，270°到360°时，线圈出磁场，根据楞次定律，可知电流为顺时针，A正确。5．如图所示，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面。金属棒AC与导轨垂直且接触良好。现将导轨接上电阻R，导轨和金属棒的电阻忽略不计，则金属棒AC由静止释放后(　　)A.金属棒所受安培力的最大值与其重力大小相等B．电流方向沿棒由C指向AC．在金属棒加速下落的过程中，金属棒减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量D．金属棒达到稳定速度后的下落过程中，金属棒的机械能守恒【解析】选A。金属棒受到重力和安培力作用，随着速度的增大，安培力逐渐增大，当安培力增大到与其重力相等时棒做匀速运动，安培力不再增大，A正确；由右手定则判断可知，感应电流方向沿棒由A指向C，B错误；在金属棒加速下落的过程中，金属棒减少的重力势能转化为在电阻上产生的热量和棒的动能，C错误；金属棒达到稳定速度后的下落过程中，安培力对棒做负功，金属棒的机械能不守恒，D错误。6．(2022·全国甲卷)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆形线框的直径相等，圆形线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3，则(　　)A.I1<I3<I2　　　　 B．I1>I3>I2C．I1＝I2>I3      D．I1＝I2＝I3【解析】选C。设圆形线框的半径为r，则由题意可知正方形线框的边长为2r，正六边形线框的边长为r，所以圆形线框的周长为C2＝2πr，面积为S2＝πr2，同理可知正方形线框的周长和面积分别为C1＝8r，S1＝4r2，正六边形线框的周长和面积分别为C3＝6r，S3＝6××r×r＝，三个线框材料粗细相同，根据电阻定律R＝ρ可知，三个线框电阻之比为R1∶R2∶R3＝C1∶C2∶C3＝4∶π∶3，根据法拉第电磁感应定律有I＝＝·，可得电流之比为I1∶I2∶I3＝2∶2∶，即I1＝I2＞I3，故选C。7．(2021·北京等级考)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中(　　)A.导体棒做匀减速直线运动B．导体棒中感应电流的方向为a→bC．电阻R消耗的总电能为D．导体棒克服安培力做的总功小于mv【解析】选C。根据牛顿第二定律F＝ma，其中F＝BIl＝，因为速度是逐渐变小的，所以加速度逐渐减小，不可能做匀减速直线运动，选项A错误；根据右手定则可知导体棒ab中的电流应该是从b到a，选项B错误；根据能量转化与转移可知动能全部转化为内能，其中电阻R上面消耗的热量Q＝·mv，选项C正确；导体棒克服安培力做的功全部转化为内能，所以应等于mv，选项D错误。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，L是一个自感系数很大的自感线圈，开关闭合电路稳定后，小灯泡能正常发光。下列说法正确的是(　　)A．闭合开关时，小灯泡立即变亮B．闭合开关时，小灯泡逐渐变亮C．断开开关时，小灯泡立即熄灭D．断开开关时，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭【解析】选B、C。闭合开关时，自感线圈上产生阻碍电流增加的自感电动势，小灯泡逐渐变亮，故A错误，B正确；断开开关时，自感线圈上产生阻碍电流减小的自感电动势，但是此时电路为开路，故小灯泡立即熄灭，故C正确，D错误。9.如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则(　　)A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C．线圈转动时将产生变化的电流D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda【解析】选B、C。由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度，故A错误，B正确；当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生变化的电流，故C正确，D错误。10．如图甲，100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与一个电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，下列说法正确的是(　　)A．电压表的读数为50 VB．线圈上感应电流的方向为逆时针方向C．A端应该与电压表标“＋”号的接线柱(或红接线柱)连接D．B端应该与电压表标“＋”号的接线柱(或红接线柱)连接【解析】选A、B、C。由法拉第电磁感应定律得E＝n＝100× V＝50 V，所以，电压表示数为50 V，A正确；由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，如图A端应与电压表的“＋”接线柱相连接，故B、C正确，D错误。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．(7分)某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。(1)首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是__________。A．检查电流计测量电路的电流是否准确B．检查干电池是否为新电池C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿__________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向。【解析】(1)电流从正接线柱流入就右偏，从负接线柱流入就左偏，从而确定电流的流入方向与指针偏转方向的关系。故选C。(2)电流计指针向右偏转，说明感应电流从正接线柱流入电表，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向。答案：(1)C　(2)顺时针12．(9分)(2022·珠海高二检测)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：(1)先观察电流表指针偏转方向与__________方向的对应关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。(2)下表为某同学记录的实验现象：序号磁体磁场的方向(正视)磁体运动情况指针偏转情况感应电流的磁场方向(正视)1向下插入线圈向左向上2向下拔出线圈向右向下3向上插入线圈向右向下4向上拔出线圈向左向上①由实验记录1、3得出的结论：穿过闭合回路的磁通量__________时，感应电流的磁场与原磁场方向__________。②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量__________时，感应电流的磁场与原磁场方向__________。③由实验1、2、3、4得出的结论是__________________________。(3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有________。(举一例)【解析】(1)应该先观察电流表指针偏转方向与电流方向对应的关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。(2)①由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增大；感应电流的磁场与原磁场方向相反；②由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同；③根据①、②可得出结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(3)本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有：发电机、变压器、无线充电器等。答案：(1)电流(2)①增大　相反　②减小　相同③感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化(3)发电机(其他答案合理也可)13．(11分)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，请画出导体环中感应电流随时间变化的图像。【解析】均匀变化的磁场会产生恒定的电流，在0～1 s，磁场方向竖直向下，均匀减小，根据楞次定律可知感应电流方向为正。                                                                                    (1分)在1～2 s，磁场方向竖直向上，均匀增大，根据楞次定律可知感应电流方向为正。                                                                                                                                                                                                                                                                                        (2分)在2～3 s，磁场方向竖直向上，均匀减小，根据楞次定律可知感应电流方向为负。                                                                                                                                                                                                                                                                                        (2分)在3～4 s，磁场方向竖直向下，均匀增大，根据楞次定律可知感应电流方向为负。                                                                                                                                                                                                                                                                                        (2分)在4～5 s的变化与0～1 s时一致，感应电流方向为正。    (2分)则导体环中感应电流随时间变化的图像如下                                 (2分)答案：见解析图14.(12分)如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离L＝1 m，导轨间连接的定值电阻R＝3 Ω。导轨上放一质量m＝0.1 kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨间金属杆的电阻r＝1 Ω，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里，重力加速度g取10 m/s2。现让金属杆从MP下方某一水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响。(1)求金属杆的最大速度大小v。(2)若从金属杆开始下落到刚达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热QR＝0.6 J，求此过程中：①金属杆下落的高度h。②通过电阻R上的电荷量q。【解析】(1)当金属杆达到最大速度v时，根据法拉第电磁感应定律可知此时回路中感应电动势E＝BLv                                                                                                                                                                        ①(1分)根据闭合电路欧姆定律可知此时回路中的感应电流I＝  ②(1分)此时金属杆所受安培力大小F＝BIL         ③(1分)根据平衡条件有F＝mg             ④(1分)联立①②③④并代入数据解得v＝＝4 m/s    ⑤(1分)(2)①从金属杆开始下落到刚达到最大速度的过程中，设回路中产生的总焦耳热为Q总，则由焦耳定律可得＝＝                                                                                    ⑥(1分)由能量守恒定律有mgh＝mv2＋Q总        ⑦(1分)联立⑤⑥⑦并代入数据解得h＝1.6 m        ⑧(1分)②设金属杆从开始下落经过时间t达到最大速度，根据法拉第电磁感应定律可得此过程中回路中的平均感应电动势为＝＝                                          ⑨(1分)根据闭合电路欧姆定律可得此过程中回路中的平均电流为＝，               ⑩(1分)根据电流的定义为＝           ⑪(1分)联立⑧⑨⑩⑪代入数据解得Q＝0.4 C        ⑫(1分)答案：(1)4 m/s　(2)①1.6 m　②0.4 C15．(15分)如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。(1)求在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向。(2)求在t0～2t0时间内导体棒ef产生的热量。(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向。【解析】(1)在0～t0时间内磁感应强度的变化率＝           (1分)产生感应电动势的大小E1＝＝S＝ld＝   (1分)流过导体棒ef的电流大小I1＝＝       (1分)由楞次定律可判断方向为e→f。          (2分)(2)在t0～2t0时间内磁感应强度的变化率＝          (1分)产生感应电动势的大小E2＝＝S＝ld＝   (1分)流过导体棒ef的电流大小I2＝＝       (1分)该时间内导体棒ef产生的热量Q＝IRt0＝     (2分)(3)由题图乙知，1.5t0时刻磁感应强度B＝B0              (1分)导体棒ef所受安培力F＝B0I2l＝，方向水平向左，         (2分)根据导体棒ef受力平衡可知杆对导体棒的作用力F′＝－F＝－，负号表示方向水平向右。      (2分)答案：(1) ，方向e→f   (2)    (3) ，方向水平向右关闭Word文档返回原板块