《常考题》初中高中物理选修二第二章《电磁感应》经典练习题(含答案解析)

一、选择题
1．水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，在导轨上放着金属棒ab ，开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程（ ）
A ．产生的总内能相等
B ．通过ab 棒的电量相等
C ．电流所做的功相等
D ．安培力对ab 棒所做的功相等 2．如图所示，竖直平面内有一半径为a ，总电阻为R 的金属环，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。

MN 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，N 点的线速度大小为v ，则这时MN 两端的电压大小为（ ）
A ．6Bav
B ．3Bav
C ．23Bav
D ．Bav
3．在如图所示的电路中，ab 为两个完全相同的灯泡，L 为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E 为电源，S 为开关；关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（ ）
A ．断开开关，a 逐渐熄灭、b 先变得更亮后再与a 同时熄灭
B ．断开开关，b 逐渐熄灭、a 先变得更亮后再与b 同时熄灭
C ．合上开关，a 先亮，b 后亮；稳定后a 、b 一样亮
D．合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些
4．如图所示，在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方，有三个大小相同的正方形线框，线框平面与磁场方向垂直。

三个线框是用相同的金属材料制成的，A线框有一个缺口，B、C线相都闭合，但B线框导线的横截面积比C线框大。

现将三个线框从同一高度由静止开始问时释放，下列关于它们落地时间的说法正确的是（）
A．A线框最先落地，B、C整个过程中产生的焦耳热相等
B．C线框在B线框之后落地
C．B线框在C线框之后落地
D．B线框和C线框在A线框之后同时落地
5．如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB 与线圈在同一平面内。

下列说法正确的是（）
A．若AB中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．若AB中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．若AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的感应电流
D．若AB中的电流增大，用楞次定律判断得线圈受到向右的安培力
6．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。

下列说法中正确的是（）
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭
D．断开开关S切断电路时，A1会闪亮一下再熄灭
7．如图所示，一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场。

这两个磁场的磁感应强度大小均为B ，方向相反。

线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。

取逆时针方向的电流为正。

若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的时间t 之间的函数图象，下面四个图中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
8．如图所示，线圈由A 位置开始下落，在磁场中受到的磁场力总小于重力，若线圈经过A 、B 、C 、D 四个位置时，加速度分别为A a 、B a 、C a 和D a 。

下列关系式正确的是（ ）
A ．A
B
C
D a a a a >>>
B ．A
C B
D a a a a >>=
C ．A C B
D a a a a =>>
D ．A C D B a a a a =>>
9．如图所示，在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U 形导轨，导轨左端连接一阻值为R 的电阻，导轨电阻不计。

导轨间距为L ，在导轨上垂直放置根金属棒MN ，与导轨接触良好，电阻为r ，用外力拉着金属棒向右以速度v 做匀速动。

则导体棒运动过程中（ ）
A ．金属棒中的电流方向为由M 到N
B．电阻R两端的电压为BLv
C．电路中电流大小为BLv R
D．金属棒受到的安培力大小为
22 B L v R r
10．如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0
0~t这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）
A．从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针
B．感应电流的大小先减小后增加
C．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右
D．铝环先有收缩的趋势，然后有扩张的趋势
11．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。

在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。

从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）
A．在圆盘内磁通量不变
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
12．如图所示，导线圈Q放置在水平桌面上，其上放有一螺线管P，右侧线框内匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。

若线圈Q对桌面的压力减小，则磁感应强度B随时间变化图像可能是（）
A．B．
C．
D．
13．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。

闭合开关，电路稳定后，两灯泡均正常发光，电源内阻不计，则（）
A．闭合开关瞬间，A、B灯同时亮
B．闭合开关瞬间，A灯先亮，B灯逐渐变亮
C．断开开关瞬间，A灯闪亮一下，稍后A、B同时熄灭
D．断开开关瞬间，流过A灯的电流方向不变
14．如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是（）
A．B．
C．D．
15．如图所示，在水平桌面上放着一个10匝的矩形线圈，线圈中心上方某处有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04Wb。

在0.5s内将条形磁体放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为0.12Wb，则在这个过程中线圈的感应电动势为（）
A．0.16V B．0.24V C．1.6V D．2.4V
二、填空题
16．如图所示，水平放置的金属杆ab、cd，用两条柔软的导线将它们连接成闭合回路，悬挂在一根光滑、不导电、水平放置的圆棒PQ两侧，整个装置处在一个与回路平面垂直的、方向向外的匀强磁场中。

已知ab的质量大于cd的质量，若两金属杆由静止开始释放，流过金属杆cd中感应电流的方向为___________（选填“向左”或“向右”）；金属杆ab 的运动情况是：___________。

17．如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕过圆心O且垂直纸面的轴，沿半径为r的光滑半圆形框架，在匀强磁场中以一定的角速度 转动，磁场
、间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则
的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，A O
O P
、两点中电势较高的点为________（选填O或P点），OP两端电压大小
______________，外力的功率__________。

18．如图所示，AB两个线圈在同一平面上，A线圈在B线圈中。

当只在B线圈中通以逆时针方向的电流，则穿过A线圈的磁通量方向为___________；当只在A线圈中通以顺时针方向不断减小的电流，B线圈会产生___________时针方向的感应电流。

19．电磁感应定律：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的________的
________成正比。

20．如图所示，先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且v1＝2v2，则在先后两种情况线框中的感应电动势之比E1∶E2＝_______；感应电流之比I1∶I2＝_______；产生的热量之比Q1∶Q2＝_______；通过线框某截面的电荷量之比q1∶q2＝________。

21．如图所示，边长为L的正方形线圈abcd有n匝，总电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场，那么拉力F等于________，ab边产生的焦耳热Q等于________于，通过ab的电荷量等于________．
22．如图甲、乙、丙所示，边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场，磁感应强度B的方
t 时恰好与磁场区域的边界向垂直纸面向外。

边长为a的等边三角形导体框架EFG，在0
重合，而后以周期T绕其中心沿顺时针方向匀速旋转，于是在框架EFG中有感应电流。

规定电流按E→F→G→E方向流动时电流强度取正，反向流动时取负。

设框架EFG的总电阻为
R ，则从0t =到16T t =
时间内平均电流强度I 1=_______；从0t =到22
T t =时间内平均电流强度I 2=_______。

23．如图所示，竖直平行导轨间距20cm l =，导轨顶端接有一开关S.导体棒ab 与导轨接触良好且无摩擦，导体棒ab 的电阻0.4R =Ω，质量10g m =，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度1T B =.当导体棒由静止释放0.8s 后，突然闭合开关，不计空气阻力，设导轨足够长，则ab 棒的最大速度为_______，最终速度为__________.
24．如图所示，金属棒ab 长为0.5m l =，电阻为0.05r =Ω，以4m /s v =的速度向右匀速运动，金属框架左端连有一个阻值为0.15R =Ω的电阻，框架本身电阻不计，匀强磁场的磁感应强度0.4T B =，则棒ab 上感应电动势的大小为________V ，方向是_____________；棒ab 两端的电压ab U =______V ，金属棒向右滑行1.6m 的过程中，电阻R 上产生的热量为_____________J.
25．小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。

在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的计数为1G ，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。

直铜条AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R 。

若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v 在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的计数为2G ，铜条在磁场中的长度L 。

（1）判断铜墙条所受安培力的方向为________，1G 和2G 哪个大？________大。

（2）求铜条匀速运动时所受安培力的大小________和磁感应强度的大小________。

26．如图所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子运动的周期将________。

三、解答题
27．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 间连接阻值为R =0.30Ω的电阻，导轨宽度L =0.40m 。

金属棒ab 紧贴在导轨上，其电阻r =0.2Ω。

现使金属棒ab 由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒 ab 下滑的距离 h 与时间t 的关系如下表所示。

（导轨电阻不计，g =10m/s 2）
时间 t /s
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 下滑距离 h /m 0 0.18 0.60 1.20 1.95 2.80 3.80 4.80 5.80 6.80
求：
(1)在前0.6s 时间内，电路中的平均电动势；
(2)金属棒下滑的最终速度v 以及金属棒的质量m ；
(3)在前1.60s 的时间内，电阻R 上产生的热量Q R 。

28．电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，某一驱动装置的原理图如图所示，正方形线圈ABCD 的两个接线端分别于水平放置的金属导轨相连接．线圈内有垂直线圈平
面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为0.1()B kt T =+平行导轨间距0.5m L =，其间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度11B T =，质量0.1kg m =的导体棒PQ 垂直导轨放置，且与导轨接触良好．已知线圈的边长0.2m a =、匝数100n =、电阻1r =Ω，导体棒的电阻3R =Ω，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.2μ=，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g =10m/s 2，其余电阻不计．求：
（1）0.2k =导体棒PQ 静止时，两端的电压U
（2）导体棒PQ 刚能滑动时，k 的取值和线圈的热功率P
（3）导体棒PQ 最终以速度v =5m/s 向右匀速滑动，在2t s =的一段时间内，通过PQ 的电荷量q 和磁场释放的磁场能E
29．如图所示，水平面aa '与bb '之间存在磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场。

现有一质量为m ，总电阻为R ，边长为d 的正方形金属线圈MNPQ ，其初始位置MN 边与bb '边界重合，线圈在竖直向上F =2mg 外力作用下从静止开始竖直向上运动，当线圈QP 边离开磁场时，撤去外力F ，此后线圈继续运动，当线圈返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动，已知线圈运动过程中所受阻力大小恒为f =0.2mg ，水平面aa'与bb '间距也为d ，重力加速度为g ，求：
（1）线圈下落返回到磁场区域时的速度大小；
（2）线圈上升的最大高度；
（3）线圈从开始运动直到向下离开磁场，整个过程中产生的焦耳热。

30．如图所示，有两根足够长的平行光滑导轨水平放置，右侧用一小段光滑圆弧和另一对竖直光滑导轨平滑连接，导轨间距1m L =。

细金属棒ab 和cd 垂直于导轨静止放置，它们的质量m 均为1kg ，电阻R 均为0.25Ω。

cd 棒右侧1m 处有一垂直于导轨平面向下的矩形匀强磁场区域，磁感应强度1T B =，磁场区域长为s 。

以cd 棒的初始位置为原点，向右为正方向建立坐标系。

现用向右的水平变力F 作用于ab 棒上，力随时间变化的规律为(0.51)N F t =+，作用4s 后撤去F 。

撤去F 之后ab 棒与cd 棒发生弹性碰撞，cd 棒向右运动。

金属棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，空气阻力不计，重力加速度
2
g=，求：
10m/s
(1)撤去力F的瞬间，ab棒的速度大小；
s=，求cd棒滑上右侧竖直导轨，距离水平导轨的最大高度h；
(2)若1m
(3)若可以通过调节磁场右边界的位置来改变s的大小，求cd棒最后静止时的位移x与s的关系。