宜兴市红塔中学高中物理选修二第二章《电磁感应》经典测试题(含解析)

一、选择题
1．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒MN在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B，则（）
A．若导体棒向左匀速运动时，B被A排斥B．若导体棒向左加速运动时，B被A排斥C．若导体棒向右加速运动时，B被A吸引D．因导体棒运动方向未知，故不能确定B被A吸引或排斥
2．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。

A和B是两个完全相同的小灯泡。

下列说法正确的是（）
A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮
B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮
C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下
D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭3．如图所示，几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验：把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上，形成闭合回路。

两个同学分别沿东西方向站立，女生站在西侧，男生站在东侧，他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。

假设图中所在位置地磁场方向与地面平行，由南指向北。

下列说法正确的是（）
A．当电线到最低点时，感应电流最大
B．当电线向上运动时，B点电势高于A点电势
C．当电线向上运动时，通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向B
D．两个同学沿南北方向站立时，电路中能产生更大的感应电流
4．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区
t=时，线框域。

磁场方向垂直于纸面向里。

线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，0
开始进入磁场。

选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的
t=时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中匀强磁场，导轨上端连接一电阻。

0
导体棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。

不计导轨电阻，则导体棒下滑过程受到的安培力F、位移x、速度v、通过电阻的电流i随时间t变化的关系图中，可能正确的是
（）
A．B．
C．D．
6．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（）
A．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属
B．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属
C．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化
D．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多
7．如图所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，直导线与导体框在同一平面内，以下说法正确的是（）
A．导线固定，当导体框向上平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
B．导体框固定，当导线L向左平移时，导体框中感应电流的方向为adcba
C．导线固定，当导体框向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
D．导体框固定，当导线L向右平移时，导体框中感应电流的方向为abcda
8．如图所示灯A L，B L完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略。

则（）
A ．S 闭合瞬间，A L ，
B L 都不立即亮
B ．S 闭合瞬间，A L 不亮，B L 立即亮
C ．S 闭合的瞬间，A L ，B L 同时发光，接着A L 变暗，B L 更亮，最后A L 熄灭
D ．稳定后再断开S 的瞬间，B L 熄灭，A L 比B L （原先亮度）更亮
9．如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈圆的半径分别为R 、2R ，磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =（k 为常数），方向垂直于线圈平面，闭合线圈中产生的感应电动势为（ ）
A ．2k R π
B ．25k R π
C ．23k R π
D ．24k R π 10．如图所示，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方O 点用细丝线悬挂一铜制圆环。

将圆环从a 点无初速度释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b 和最右侧点c 后返回，下列说法正确的是（ ）
A ．从a 到c 的过程中圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针
B ．运动过程中圆环受到的安培力方向始终沿竖直方向
C ．圆环从b 到c 的时间大于从c 到b 的时间
D ．圆环从b 到c 产生的热量等于从c 到b 产生的热量
11．如图所示，在半径为R 圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，圆外无磁场。

一根长为2R 的导体杆ab 水平放置，a 端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a 端以角速度为ω逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（ ）
A ．b 端的电势始终高于a 端
B ．ab 杆电动势最大值2E BR ω=
C ．全过程中，ab 杆平均电动势2E BR ω=
D ．当杆旋转120θ时，ab 间电势差212
AB U BR ω= 12．如图所示，π形光滑金属导轨与水平地面倾斜固定，空间有垂直于导轨平面的磁场，将一根质量为m 的金属杆ab 垂直于导轨放置．金属杆ab 从高度h 2处从静止释放后，到达高度为h 1的位置（图中虚线所示）时，其速度为v ，在此过程中，设重力G 和磁场力F 对杆ab 做的功分别为W G 和W F ，那么
A ．
12mv 2=mgh 1－mgh 2 B ．
12mv 2=W G +W F C ．
12mv 2>W G +W F D ．12
mv 2<W G +W F 13．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 =>>
14．如图所示，某同学把一个闭合线圈从条形磁铁穿过，由右端N 极到左端S 极，则在这一过程中，线圈的感应电流的方向是（ ）
A ．沿abcd 不变
B ．沿dcba 不变
C ．先abcd ，后沿dcba
D ．先沿dcba ，后沿abcd
15．如图为手机及无线充电板。

如图为充电原理示意图。

充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A ．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗
B ．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c 点的电势高于d 点的电势
C ．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压
D ．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
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，从匀强磁场中用外力把一矩形线圈匀速拉出磁场区域。

如果两次拉出的速
度之比121
2v v =∶∶，则在将线圈拉出磁场区域的过程中，两次所用的外力大小之比
12F F =∶___________，线圈中产生的焦耳热之比12Q Q =∶___________，通过线圈某截面的电荷量之比12q q =∶___________。

18．如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，______（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。

19．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数1500n =匝，横截面积220cm S =，螺线管导线电阻=1.0Ωr ，1=4.0ΩR ，2=5.0ΩR ，=30μF C 。

在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化，则螺线管中产生的感应电动势大小为________，闭合S ，电路中的电流稳定后，全电路电流的方向为_________（填“顺时针”或“逆时针”），闭合S ，电路中的电流稳定后，电阻1R 的电功率为__________，闭合S ，电路中的电流稳定后，电容器所带的电荷量为________。

20．如图，铁质齿轮P 可绕其水平轴O 转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G 是一个电流计，当P 转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量_____，线圈中就会产生感应电流。

当P 从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G 的感应电流的方向是______。

21．如图1，在02x L ≤≤的区域内存在着匀强磁场B ，磁场方向垂直于xOy 平面（纸面）向里，具有一定电阻R 的正方形线框abcd 位于xOy 平面内，线框的ab 边与y 轴重合，线框边长为L ，设线框从0t =时刻沿x 轴正方向以 v 做匀速运动，则ab 边刚进入磁场时受到的安培力大小为______________，在图2坐标系中画出线框ab 两点的ab U 随位移x 变化的函数图象_________．
22．如图所示，金属导轨相距l ，与水平面成θ角放置，下端接一电阻R ，金属棒ab 质量为m ，放在两导轨上与两导轨垂直，用恒力F 沿斜面向上拉金属棒ab ，则金属棒的最大速率为max v =_______，速率最大时，金属棒产生的电功率P =__________.（导轨光滑，且足够长，磁感应强度B 垂直于斜面）
23．如图所示，已知水平放置的光滑金属导轨宽度为l ，处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，导轨两端各接有一电阻R ，其余电阻不计，导体棒ab 在导轨上以速度υ匀速向右运动，则棒ab 中感应电流方向为______，维持棒ab 做匀速运动的外力的大小为___________.
24．如图所示，竖直平行放置的足够长的光滑导轨，相距0.5m l =，电阻不计，上端接有阻值为4R =Ω的电阻，下面连有一根接触良好的能自由运动的水平导体棒，重力2N G =，电阻为1r =Ω，在导轨间有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度为2T B =.现使导体棒在重力的作用下向下运动，则导体棒下落的最大速度为max v =_______m /s ；导体棒两端的最大电压为max U =__________V ；上端电阻的最大功率max P =_____W.
25．如图所示，质量为m 、电阻为R 、边长为l 的正方形闭合单匝导线框，从距离有水平边界的匀强磁场上方某一高度h 处由静止开始自由下落，磁感应强度为B ，线框下落过程中其底边始终保持水平，线框平面保持与磁场方向垂直.为使该线框在进入磁场过程中做匀速运动，则它开始下落的高度h =______.在线框全部进入磁场的过程中，通过导线截面的电荷量q =________.
26．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一处于纸面内的正方形导体框abcd ，现将导体框分别向右以速度v 和向左以速度3v 匀速拉出磁场，则在这两个过程中，安培力对导体框做功之比为_____，通过导体框的电量之比为____.
三、解答题
27．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B ＝0.2T ，有一水平放置的光滑框架，宽度为l ＝0.4m ，如图所示，框架上放置一接入电路的电阻为1Ω的金属杆cd ，金属杆与框架垂直且接触良好，框架电阻不计，若cd 杆在水平外力的作用下以恒定加速度a ＝4m/s 2由静止开始向右沿框架做匀变速直线运动，则：
(1)在0~10s 内平均感应电动势是多少？
(2)第10s 末，回路中的电流多大？
28．如图所示，电阻R ab=0.1Ω，质量m=0.2kg，长度为l=0.5m的导体棒ab沿导线框向右做匀速运动，它们的动摩擦因数为μ=0.2，线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度
B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导轨间距L=0.4m，运动速度v=10m/s，g=10m/s2，线框的电阻不计。

（1）电路abcd中相当于电源的是哪部分？其两端哪点的电势高？
（2）使导体ab向右匀速运动所需的外力的大小和方向？
（3）撤去外力后导体棒继续向前再滑行了0.8m，求这个过程中通过导体棒横截面的电荷量？
29．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.30Ω的电阻，质量为m=0.01kg、电阻为r=0.40Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。

现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）。

(1)判断金属棒两端a、b的电势高低；
(2)求磁感应强度B的大小；
(3)在金属棒ab从开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量。

30．如图，竖直放置的光滑平行金属导轨相距L=1m，在M点和P点间接有一个电阻R，在两导轨间的矩形区域OO1MP内有垂直导轨平面向里、宽为d=10m的磁场，一质量为
m=0.5kg、电阻为r=0.5Ω的导体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0=5m，在t=0时刻，使棒ab由静止开始释放，同时矩形区域OO1MP内的磁场由2T开始均匀减小，当棒ab越过边界OO1进入磁场后，保持磁感应强度不再变化（如图所示），而棒ab恰好做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，不计摩擦，导轨的电阻不计)。

g取10m/s2，
（1）求电阻R的阻值多大；
（2）求棒ab进入磁场区域之后，回路中的电流大小；
（3）求棒ab从释放到运动到最低位置（PM处）导体棒ab上产的焦耳热。