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第二章电磁感应经典题型检测卷-高中物理人教版选择性必修第二册
一、单选题
1．以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是（　　）
A．真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
B．当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动
C．金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D．磁电式仪表，把线因绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用
2．穿过闭合回路的磁通量随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的说法，正确的是（　　）
A． 图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B． 图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C． 图丙中回路在时间内产生的感应电动势小于时间内产生的感应电动势
D． 图丁回路产生的感应电动势先变小再变大
3．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为和的两个闭合线框和，以相同的速度从磁感应强度为的匀强磁场区域中匀速拉到磁场外，不考虑线框的重力，若闭合线框中的电流分别为、，则为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，一条形磁铁从静止开始由高处下落通过固定在空中的闭合金属环后继续下落，空气阻力不计，则在磁铁的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁在圆环的上方时，加速度小于，在下方时大于
B．磁铁在圆环的上方时，加速度小于，在下方时小于
C．磁铁在通过圆环的整个过程中一定不存在加速度等于的时刻
D．磁铁在通过圆环的整个过程中一定是先加速后减速
5．如图，光滑水平面上有一型无限长金属轨道，置于垂直纸而向内的匀强磁场中，金属棒AB可在型轨道上左右滑动，型轨道左侧有一闭合导体框，金属棒AB电阻为R，型轨道电阻不计，欲使闭合导体框向左运动，则AB可能的运动情况为（　　）
A．向右匀速运动 B．向右减速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
6．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下 现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由a到b B．ab中的感应电流逐渐减小
C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力保持不变
二、多选题
7．如图所示，在MN右侧区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一高为a、总电阻为R的正三角形金属线框平行纸面向右匀速运动。在t=0时刻，线框底边恰好到达MN处；在t=T时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中（　　）
A．线框中的感应电流方向为逆时针方向
B．时刻，流过线框的电流大小为
C．若线框运动的速度越大，全过程线框产生的焦耳热越多
D．若线框运动的速度越大，全过程通过线框的电荷量越多
8．如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒PQ和MN，并且分别放置在磁感应强度为B1和B2的匀强磁场中，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A．向左加速运动 B．向右加速运动
C．向右减速运动 D．向右匀速运动
9．如图，足够长的平行光滑金属导轨M、N固定在水平桌面上，导轨间距离为L，垂直导轨平面有竖直向下的匀强磁场，以CD为分界线，左边磁感应强度大小为2B，右边为B，两导体棒a、b垂直导轨静止放置，a棒距CD足够远，已知a、b棒质量均为m，长度均为L，电阻均为r，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，现使a获得一瞬时水平速度，在两棒运动至稳定的过程中（a棒还没到CD分界线），下列说法正确的是（　　）
A．a、b系统机械能守恒 B．a、b系统动量不守恒
C．通过导体棒a的电荷量为 D．导体棒a产生的焦耳热为
10．如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（ ）
A．用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大
B．用户功率越大，电流线圈在铝盘中产生的涡流越大
C．永久磁铁在铝盘中产生的安培力推动铝盘转动
D．当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘尽快停止转动，避免由于惯性继续转动而带来计量误差
三、实验题
11．（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择 。
A．量程为的电压表
B．量程为的电流表
C．量程为的电流表
D．零刻度在中间的灵敏电流计
（2）某同学按下列步骤进行实验：
①将已知绕向的螺线管与电表连接；
②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；
③分析实验结果，得出结论。
上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明 的关系。
（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角 （选填“不变”“变大”或“变小”）。
（4）如图所示，图（甲）为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形．横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图（甲）内①所示图线，现用该磁铁，如图（乙）所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图（丙）中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是 。
四、解答题
12．如图甲所示是宽度均为L=0.25 m的匀强磁场区域，磁感应强度大小B=1T，方向相反。一边长L=0.25 m、质量m=0.1 kg、电阻R=0.25Ω的正方形金属线框，在外力作用下，以初速度v=5m/s匀速穿过磁场区域。
（1）取顺时针方向为正，在图乙中作出i-t图像，并写出分析过程；
（2）求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。
13．如图甲所示，在水平放置的足够长的平行金属导轨上，左右两端各接有一个阻值为R的电阻，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直导轨平面向下。一质量m＝0.1kg、电阻r＝的金属棒置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。现用一大小F＝（0.3＋0.2t）N的水平拉力（平行于导轨）作用在金属棒上，经过2s后撤去F，再经过0.55s金属棒停止运动，图乙为金属棒运动的v t图象，取g＝10m/s2。求：
（1）金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ；
（2）整个过程中金属棒运动的距离l。
14．如图甲所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L＝0.50m；一根质量为m＝0.50kg、R＝0.10Ω的金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形，该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感应强度，导体棒ab与导轨间的摩擦因数为μ=0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2。
（1）若从t＝0开始，使磁感应强度的大小从B0开始使其以的变化率均匀增加，求经过多长时间ab棒开始滑动。
（2）若保持磁感应强度的大小不变，从t＝0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做加速度为4m/s2的匀加速直线运动，求此拉力F的大小随时间t变化关系。
15．如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限存在垂直平面向里的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（为已知常数）的规律变化。一个质量为m、边长为L且位于第一象限内的正方形导线框abcd电阻为R，初始时ad边与x轴重合，ab边与y轴重合，a点位于坐标原点O处。将导线框以速度v0沿与x轴正方向成抛出，一段时间后导线框速度恰好减为0，整个运动过程中导线框的两邻边始终分别平行于两坐标轴。，。求：
（1）从导线框开始运动到速度恰好减为零的过程中，线框中产生的焦耳热；
（2）若导线框在时刻的水平分速度大小为v，此时导线框受到安培力的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故A正确；
B．根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动，故B错误；
C．金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故C错误；
D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生的感应电动势大小与磁通量的变化率的绝对值成正比，而磁通量的变化率等于图像的斜率。
A．图甲中磁通量恒定不变，不产生感应电动势，故A错误；
B．图乙中磁通量的变化率不变，产生的感应电动势恒定，故B错误；
C．图丙中时间内磁通量的变化率的绝对值大于时间内磁通量的变化率的绝对值，所以回路在时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势，故C错误；
D．图丁中图像切线的斜率先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】线框切割磁感线时的感应电动势
解得
根据电阻定律
解得
根据
得
故选A。
4．B
【详解】AB．据楞次定律的推论“来拒去留”，磁铁在进入和远离金属环的过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，根据牛顿第二定律
可知无论在上方还是下方，加速度都小于，故A错误，B正确；
C．当磁铁正中间运动至圆环平面时，磁通量不变，线圈不会产生感应电流，此时对磁铁没有力的作用，磁铁只受重力，加速度为，故C错误；
D．磁铁下落的过程中受到线圈给的阻力，这个阻力跟速度大小有关，最大的时候也只能和磁铁重力相等，不可能存在减速过程，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】AB．当金属棒AB向右运动时，轨道产生逆时针的电流。线框所处的位置的感应磁场方向垂直于纸面向里，若闭合导体框向左运动，则导体框内需要产生逆时针的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律可知，导体框所处的磁场强度在增加，故金属棒需要加速向右运动，AB错误；
CD．当金属棒AB向左运动时，轨道产生顺时针的电流。线框所处的位置的感应磁场方向垂直于纸面向外，若闭合导体框向左运动，则导体框内需要产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，导体框所处的磁场强度在增加，故金属棒需要加速向左运动，C正确，D错误。
故选C。
6．A
【详解】A．磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,ab中的感应电流方向由a到b,故A正确；
B．由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律有
由于磁通量均匀减小，可知,感应电动势恒定,则感应电流不变,故B错误；
C．根据安培力公式知,电流I不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误；
D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则，安培力减小,则静摩擦力减小,故D错误。
故选A。
7．AC
【详解】A．根据右手定则，线框匀速进入磁场的过程中，线框中的感应电流方向为逆时针方向，故A正确。
B．时刻，电动势
故B错误。
C．运动速度越大，安培力越大，相同位移，克服安培力做功产生的热量越多，故C正确。
D．由于
电荷量多少与速度无关，故D错误。
故选AC。
8．AC
【详解】根据安培定则可知，MN处于垂直纸面向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L2中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L1线圈中电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。
若L1中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知PQ中电流方向为Q→P且减小，根据右手定则可知PQ向右减速运动；若L1中磁场方向向下增强，根据安培定则可知PQ中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知PQ向左加速运动。
故选AC。
9．BC
【详解】A．因为a、b棒切割磁感线时产生感应电流，继而导体棒中有焦耳热产生，故a、b系统机械能不守恒，故A错误；
B．由题意知a棒受到的安培力为
方向水平向左，而b棒受到的安培力为
方向水平向右，故a、b系统所受合外力不为零，故a、b系统动量不守恒，故B正确；
C．因两棒运动至稳定时满足
设向右为正方向，则对a、b棒运动至稳定的过程中分别由动量定理得
联立解得
又因为
所以通过导体棒a的电荷量为
故C正确；
D．由题意稳定之后，电路中不再有感应电流，则不再有焦耳热产生，所以对a、b棒运动至稳定的过程中，由能量守恒定律得导体棒a、b产生的总焦耳热为
所以导体棒a产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
10．BD
【详解】AB．电流线圈串联在电路中，用户功率越大则电流越大，产生的磁强越强，则涡流越大，而电压线圈并联在电路中其电流与用户功率无关，电流大小不变，因此因其的涡流不变，，A错误，B正确；
C．由题意可知，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，C错误；
D．当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，线圈转动切割切割永久磁铁产生电磁阻尼效果，避免由于惯性继续转动而带来计量误差，D正确。
故选BD。
11． D 电流流入电表方向与电表指针偏转方向 变大 B
【详解】（1）[1]在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏电流计。
故选D；
（2）[2]依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系；
（3）[3]当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也较大，电表指针偏角变大；
（4）[4]条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到图（甲）中①所示图线，现有如图（乙）所示磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出感应电流方向为顺时针（从左向右看），即为正方向；当远离感应线圈时，则感应电流方向为负方向。
故选B。
12．（1），分析见解析；（2）1.875 J
【详解】（1）线框进入Ⅰ区域过程，电流
I1==5A
由楞次定律及安培定则可知，此过程中电流为正值，时间间隔Δt1=0.05 s；
当线框由Ⅰ区域进入Ⅱ区域时，线框两条边都切割磁感线产生电动势，由右手定则可知右边电流向上，左边电流向下，因此叠加
I2==10 A
电流为负值，时间间隔Δt2=0.05 s；
当线框出Ⅱ区域时，有I3==5 A，电流为正值，时间间隔Δt3=0.05 s，如图
（2）因为线框匀速运动，所以外力做的功等于电流做的功
W=RΔt1+RΔt2+RΔt3=1.875 J
13．（1）0.2；（2）2.45m
【详解】（1）设磁场的磁感应强度大小为B，两导轨的间距为L，回路中产生的感应电动势为
回路总电阻为
由闭合电路欧姆定律有
在0～2s内，根据牛顿第二定律有
联立以上各式并结合题图乙得
由题图乙可求出在0～2s内金属棒做匀加速直线运动的加速度为
又
解得
（2）金属棒在0～2s内的位移为
设金属棒在2～2.55s内的位移为x2，根据牛顿第二定律有
在t～t＋Δt（Δt→0）内，有
两边求和有
即
其中
解得
故整个过程中金属棒运动的距离为
14．（1）；（2）
【详解】（1）回路产生的感应电动势为
①
回路中的电流为
②
设经过t1时间ab棒开始滑动，此时ab棒所受安培力大小等于最大静摩擦力，即
③
解得
④
（2）设经过时间t，ab棒的速度大小为v，则此时回路中的感应电流为
⑤
ab棒受到的安培力大小为
⑥
由牛顿第二定律可得
⑦
根据运动学规律有
⑧
联立⑤⑥⑦⑧可得
⑨
15．（1）；（2）
【详解】（1）导线框边与边框受到的安培力大小相等，方向相反，可知导线框在竖直方向做竖直上抛运动，当导线框速度减为零时，其竖直方向上升的高度
根据能量守恒，线框中产生的焦耳热
联立解得
（2）导线框在时刻的水平分速度大小为v，水平位移为x，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
导线框内的感应电流大小为
所以导线框受到安培力的大小为
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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