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第二章 电磁感应 单元测试-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )
A．自感电动势越大，自感系数也越大
B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小
C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大
D．电感是自感系数的简称
2．如图所示，弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振幅不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁，观察磁铁的振幅将会发现（　　）
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开，振幅变化相同
D．S闭合或断开，振幅都不发生变化
3．如图甲、乙所示的电路中，线圈L的自感系数很大，电阻R和线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，再断开S，则（　　）
A．在电路甲中，闭合S后，A将立即变亮
B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C．在电路乙中，闭合S后，A将逐渐变亮
D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
4．如图所示，A是一个边长为L的正方形导线框，每边长电阻为r.现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域．以顺时针方向为电流的正方向，Ubc＝φb－φc，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则b、c两点间的电势差随时间变化的图线应为
A． B．
C． D．
5．如图甲所示，正五边形硬导线框abcde固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，时刻磁场方向垂直纸面向里。设垂直cd边向下为安培力的正方向，在0~5t0时间内，线框cd边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为（　　）
A． B． C． D．
6．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时（ ）
A．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速
B．电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速
C．电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速
D．被加速时电子做圆周运动的周期不变
7．研究人员发现一种具有独特属性的新型合金，只要略微提高其温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使它旁边的线圈中产生感应电流．如图，一圆形线圈放在圆柱形合金材料下方，现对合金材料进行加热，则（　　）
A．线圈中将产生逆时针方向的电流
B．线圈中将产生顺时针方向的电流
C．线圈将有收缩的趋势
D．线圈将有扩张的趋势
二、多选题
8．如图甲是一个电解电容器，电容器外壳上标有“4.7μF 50V”字样；图乙是一个标准自感线圈，外壳上标有“1H”字样，下列有关该电容器和自感线圈的说法正确的是
A．电容器的电容为
B．自感线圈的自感系数为1H
C．电容器在20V的工作电压下，其带电量为
D．自感线圈的自感电动势大小与流过线圈的电流大小有关
9．穿过某闭合线圈的磁通量Φ，随时间t按如图所示的正弦规律变化。t1时刻磁通量Φ1最大，t3时刻磁通量Φ3＝0，时间Δt1＝t2－t1和Δt2＝t3－t2相等，在Δt1和Δt2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为和，在t2时刻感应电动势的瞬时值为e，则（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，电灯A和B与固定电阻的阻值均为R，L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是（　　）
A．B立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C．有电流通过B灯，方向为c→d
D．有电流通过A灯，方向为b→a
三、实验题
11．实验：探究影响感应电流方向的因素
（1）实验原理
a.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。
b.通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。
（2）实验器材
条形磁体，螺线管，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒。
（3）实验过程
a.探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。
实验电路如图甲、乙所示：
结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。（指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的）
b.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
（i）按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。
（ii）按照控制变量的方法分别进行N极（S极）向下插入线圈和N极（S极）向下时抽出线圈的实验。
（iii）观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极向下插入线圈 S极向下插入线圈 N极朝下时抽出线圈 S极朝下时抽出线圈
原磁场方向（“向上”或“向下”）
穿过线圈的磁通量变化情况（“增加”或“减少”）
感应电流的方向（在螺线管上方俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
感应电流的磁场方向（“向上”或“向下”）
原磁场与感应电流磁场方向的关系
（iiii）整理器材。
（4）结果分析
根据上表记录，得到下述结果：
甲、乙两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的减少。
实验结论：感应电流具有这样的方向，即 总要 引起感应电流的 。
（5）注意事项
a.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
b.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
c.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。
d.按照控制变量的思想进行实验。
e.完成一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
12．如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2Ω。
(1)线圈的直流电阻为 Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为： 。
13．如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
（1）将图中所缺导线补充完整；
（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，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”），A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将 （填“向左偏”或“向右偏”）；
（3）在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是 （填图中仪器的字母）。
14．学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连线圈和光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间同时触发电压传感器记录下内线圈产生的感应电动势。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列和的实验数据。
（1）关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是 和 。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C．实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间内线圈中磁通的变化量可视为不变
（2）两位同学用作图法分析实验数据在直角坐标系中作出 （填“”或“”）图线，若图线是误差范围内通过原点的倾斜直线，则可验证与成反比。
（3）若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会 （选填“增大”、“不变”、“减小”）
《第二章 电磁感应 单元测试-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D B B A C BC BD AD
1．A
【详解】自感系数与线圈的匝数、单位长度上线圈的匝数、横截面积及有无铁芯有关；电感是自感系数的简称；自感系数是由线圈自身性质决定的，与自感电动势无关，所以A错误，符合题意；BCD正确，不符合题意；
故选A。
2．A
【详解】S断开时，磁铁振动使穿过线圈的磁通量发生变化，但线圈中无感应电流，振幅不变；S闭合时，线圈中有感应电流，电路要消耗电能，磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减小。
故选A。
3．D
【详解】A．在电路甲中，闭合S后，由于线圈的自感，A逐渐变亮，A错误；
B．在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致A将逐渐变暗，因通过线圈L的电流小于电阻R，则不会出现闪亮现象，B错误；
C．在电路乙中，闭合S后，A与电阻R串联接入电源，则其将立即变亮，C错误；
D．在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，D正确。
故选D。
4．B
【详解】0-，线框在磁场外，力与电流为0。~2，由右手定则可得出电流的方向为逆时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据法拉第电磁感应定律，则有：；2~4，线框全部进入磁场，感应电流为0，但感应电动势BLv，则Ubc=BLv。4~5，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据法拉第电磁感应定律，则有：。
故选B。
5．B
【详解】在0~2t0时间内，磁感应强度的变化率不变，则感应电流的方向不变，方向为顺时针方向，则在0~t0时间内，线框cd边受到的安培力向下，并均匀减小，在t0~2t0时间内，线框cd边受到的安培力向上，并均匀增大；在2t0~3t0时间内，磁感应强度不变，无感应电流，无安培力；在3t0~5t0时间内，磁感应强度的变化率不变，则感应电流的方向不变，方向为逆时针方向，则在3t0~4t0时间内，线框cd边受到的安培力向下，并均匀减小，在4t0~5t0时间内，线框cd边受到的安培力向上，并均匀增大。
故选B。
6．A
【详解】ABC．当电磁铁绕组通有图中所示的电流时，由安培定则知，将产生向上的磁场，当电磁铁绕组中电流增大时，根据楞次定律和安培定则可知，这时真空室空间内将产生顺时针方向的涡旋电场，电子沿逆时针方向运动，电子将加速，故A正确，BC错误。
D．由于电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，由
知，电子加速后，电子做圆周运动的周期减小，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】AB．提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在线圈中产生电流．由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向．故AB错误；
CD．当合金材料的磁场增大时，穿过线圈的磁通量增大，则线圈产生的感应电流方向的阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势．故C正确，D错误．
8．BC
【详解】A．因为，故A错误；
B．外壳上标有“1H”字样则表明自感线圈的自感系数为1H，故B正确；
C．根据公式
可得电容器在20V的工作电压下，其带电量为
故C正确；
D．在自感系数一定的条件下，根据法拉第电磁感应定律，则有：通过导体的电流的变化率越大，产生的自感电动势越大，与电流大小及电流变化的大小无关，故D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】感应电动势的最大值为
磁通量从零开始变化，磁通量的变化规律为
故电动势的表达式为
因与 相等，则时刻对应的磁通量为
则内平均电动势为
则内平均电动势为
故
时刻感应电动势的瞬时值
因周期为
则角速度
故
故选BD。
10．AD
【详解】AC．待电路稳定后将S1断开，线圈无法对B供电，B立即熄灭，A正确，C错误；
B．当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，说明线圈的直流电阻也为R，再闭合S2，稳定时流过A与L的电流相同，故将S1断开时，A只会逐渐熄灭，不会闪亮，B错误；
D．将S1断开瞬间，线圈L中电流方向保持不变，与A形成闭合回路，流经A的电流方向为b→a，D正确。
故选AD。
11． 增加 相反 减少 相同 感应电流的磁场 阻碍 磁通量的变化
【详解】将表格内容完善：
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极向下插入线圈 S极向下插入线圈 N极朝下时抽出线圈 S极朝下时抽出线圈
原磁场方向（“向上”或“向下”） 向下 向上 向下 向上
穿过线圈的磁通量变化情况（“增加”或“减少”） 增加 增加 减少 减少
感应电流的方向（在螺线管上方俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
感应电流的磁场方向（“向上”或“向下”） 向上 向下 向下 向上
原磁场与感应电流磁场方向的关系 相反 相反 相同 相同
根据上表记录，得到下述结果：
甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。
实验结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
12． 4 灯泡闪亮一下再熄灭
【详解】(1)[1]断开开关前，通过线圈的电流为1.5A，则
(2)[2]由图可知，大约在t=1×10－3S时断开开关，断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，断开开关前通过灯泡的电流
所以灯泡闪亮一下再熄灭
13． 向右偏 向左偏 B
【详解】解：（1）[1]将线圈B和灵敏电流计串联组成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联组成另一个回路即可，连接图如图所示。
（2）[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，说明穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，穿过B线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏。
[3]A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，线圈A中电流减小，穿过B线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。
（3）[4]在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是线圈B。
14． A D 增大
【详解】(1)[1][2]BC．由法拉第电磁感应定律：可知，为了定量验证感应电动势与时间成反比，实验只需要控制线圈匝数与磁通量的变化量不变即可，对轨道是否光滑、轨道是否水平没有要求，故BC错误；
AD．实验需要控制线圈匝数与磁通量的变化量不变，为控制磁通量的变化量不变，实验中必须保持线圈、光电门位置不变，故AD正确。
故选AD。
(2)[3]要验证与成反比，即验证与成正比。故在直角坐标系中作关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与成反比。
(3)[4]由法拉第电磁感应定律：可知，图线的斜率
不变，当仅增大线圈匝数后，图线的斜率会增大。

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