2022年高二物理人教版選擇性必修單元測試AB卷電磁感應(yīng)（A）卷

2020-2021學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第二冊單元測試AB卷第二章電磁感應(yīng)（A）卷1.利用所學物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容器C構(gòu)成的LC振蕩電路.公交車上的讀卡機(刷卡時“嘀”的響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容器C充電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說法正確的是()卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B.僅當讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作C.若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流卡只能接收讀卡機發(fā)射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息2.如圖所示，和為水平放置的平行金屬導軌，相距.間接有一個電動勢為、內(nèi)阻不計的電源和一只滑動變阻器，導體棒跨放在導軌上并與導軌接觸良好，棒的質(zhì)量為，棒的中點用垂直棒的細繩經(jīng)光滑輕質(zhì)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量.棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g?。瑒驈姶艌龅拇鸥袘?yīng)強度，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，則滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是()A. B. C. D.3.關(guān)于渦流，下列說法中錯誤的是()A.真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的C.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流4.著名物理學家弗曼曾設(shè)計過一個實驗，如圖所示.在一塊絕緣圓盤上中部安一個線圈，并接有電源，圓盤的四周固定有許多帶負電的小球，將整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當電源接通的瞬間，下列關(guān)于圓盤的說法中正確的是()A.圓盤將逆時針轉(zhuǎn)動(俯視) B.圓盤將順時針轉(zhuǎn)動(俯視)C.圓盤不會轉(zhuǎn)動 D.圓盤先逆時針轉(zhuǎn)再順時針轉(zhuǎn)(俯視)5.如圖所示，是用同種規(guī)格的銅絲做成的兩個單匝同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為2:3其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內(nèi)有垂直于環(huán)面向里的勻強磁場.當該勻強磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大時，兩環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動勢大小和感應(yīng)電流大小之比分別為():1，3:2 :1，2:3 :9，2:3 :9，9:46.如圖所示，處在勻強磁場中的線圈，匝數(shù)為n，面積為S，磁場方向平行于線圈軸線向右.若在時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度大小由均勻增加到，則該段時間內(nèi)線圈兩端a和b之間的電勢差()A.恒為 B.從0均勻變化到C.恒為 D.從0均勻變化到7.在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t按如圖乙所示規(guī)律變化時，下列各圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E的變化情況的是()A. B. C. D.8.如圖所示，水平桌面上平行放置兩光滑的金屬導軌，導軌相距為L，一質(zhì)量為m的金屬桿垂直導軌放置，正以速度向左勻速運動，金屬桿左側(cè)有一矩形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上，正以速度向右勻速移動，定值電阻為R，金屬桿電阻為，其余電阻不計，當金屬桿剛進入磁場區(qū)域時()A.金屬桿兩端的電勢差B.金屬桿的加速度大小為C.流過電阻R的電流大小為D.若只改變磁場方向，金屬桿所受安培力的大小不變，方向改變9.繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、開關(guān)相連，如圖所示.線圈上端與電源負極相連，閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起.若保持開關(guān)閉合，則()A.鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 B.鋁環(huán)停留在某一高度C.鋁環(huán)不斷升高 D.如果電源的正、負極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變10.兩根相互平行的金屬導軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，在導軌上接觸良好的導體棒和可以自由滑動.當導體棒在外力F的作用下向右運動時，下列說法中正確的是()A.導體棒內(nèi)有電流通過，方向是 B.導體棒內(nèi)有電流通過，方向是C.磁場對導體棒的作用力向左 D.磁場對導體棒的作用力向左11.磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖甲所示.磁場中有一細金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示.令分別表示段的感應(yīng)電流，分別表示金屬環(huán)對應(yīng)相應(yīng)的感應(yīng)電流時環(huán)上很小一段受到的安培力，則()A.沿逆時針方向，沿順時針方向 B.沿順時針方向，沿順時針方向C.方向指向圓心，方向指向圓心 D.方向背離圓心向外，方向指向圓心12.如圖所示，虛線矩形為勻強磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，圓形金屬環(huán)以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動.圖中給出的是圓環(huán)的四個可能到達的位置，則圓環(huán)速度可能為零的位置是()A. B. C. D.13.如圖甲所示，一矩形線圈置于勻強磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的情況為()時刻電動勢最大 時刻電動勢為零C.時刻磁通量的變化率等于零 D.~時間內(nèi)電動勢增大14.如圖所示，三角形金屬導軌上放有一金屬棒，均處于垂直于紙面向里的勻強磁場中.在外力作用下使保持與垂直，以速度v勻速從O點開始右移，設(shè)導軌和金屬棒均由粗細相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是()A.回路中的感應(yīng)電流大小不變 B.回路中的感應(yīng)電動勢大小不變C.回路中的感應(yīng)電動勢逐漸增大 D.回路中的感應(yīng)電流減小15.如圖所示，固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒和長度也為、電阻均為R，兩棒與導軌始終接觸良好.兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k.圖中虛線右側(cè)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為的質(zhì)量為m，金屬導軌足夠長、電阻忽略不計.(1)閉合S，若使保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；(2)斷開S，在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過的電荷量為q，求該過程安培力做的功W.

答案以及解析1.答案：B解析：IC卡內(nèi)部沒有電池，其工作所需要的能量來自電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，故選項A錯誤；只有當讀卡機發(fā)射的電磁波的頻率和IC卡中LC振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的頻率相同時，即達到電諧振時，LC電路中產(chǎn)生較大感應(yīng)電流，IC卡才能有效工作，故選項B正確；若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，電磁波中有變化的磁場，線圈L仍會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項C錯誤；LC振蕩電路可以發(fā)射電磁波，因此可以向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息，故選項D錯誤.2.答案：A解析：對棒受力分析可知，其受繩的拉力和安培力.若摩擦力向左，滿足，代入數(shù)據(jù)解得；若摩擦力向右，滿足，代入數(shù)據(jù)解得，所以R的取值范圍為，故選A.3.答案：B解析：真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置，A選項正確；要想產(chǎn)生渦流，必須是變化的磁場，因為變化的磁場才能產(chǎn)生電場，產(chǎn)生渦流，B選項錯誤；根據(jù)楞次定律可知，阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動，C選項正確；渦流會造成能量的損失，所以變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，是為了減小渦流造成的能量損失，D選項正確.4.答案：A解析：當電源接通的瞬間，由安培定則可知，線圈內(nèi)的磁場方向向上，線圈中的電流增大將產(chǎn)生增強的磁場，則穿過絕緣圓盤的磁通量增加，根據(jù)電磁場理論可知，變化的磁場會產(chǎn)生電場，根據(jù)楞次定律可知，線圈周圍產(chǎn)生順時針方向的電場，負電荷受到的電場力與電場方向相反，則帶負電的小球會受到逆時針方向的電場力，故圓盤將逆時針轉(zhuǎn)動(俯視)，A選項正確，B、C、D選項錯誤.5.答案：A解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律得，相同，可得；根據(jù)電阻定律，圓環(huán)的電阻為，相同，兩圓環(huán)電阻之比，圓環(huán)中感應(yīng)電流，由以上分析可得，故A正確.6.答案：C解析：穿過線圈的磁感應(yīng)強度均勻增加，故產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時針方向(從右側(cè)看)，故，即有，故C選項正確.7.答案：A解析：在0~1s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方向與圖示箭頭方向相同，為正值；在1~3s內(nèi)，磁感應(yīng)強度不變，感應(yīng)電動勢為零；在3~5s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方向與圖示方向相反，為負值，故A正確.8.答案：C解析：金屬桿剛進入磁場區(qū)域時，感應(yīng)電動勢，通過電阻R的電流，金屬桿兩端的電勢差，故A錯誤，C正確；金屬桿受到的安培力，對金屬桿，由牛頓第二定律得，解得，故B錯誤；若只改變磁場方向，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向反向，由左手定則可知，安培力方向不變，故D錯誤.9.答案：AD解析：閉合開關(guān)的瞬間，線圈突然產(chǎn)生磁場，通過鋁環(huán)的磁通量突然增加，那么鋁環(huán)中的感應(yīng)電流就產(chǎn)生與原磁場方向相反的磁場；因為原磁場與感應(yīng)電流的磁場方向相反，相互排斥，所以鋁環(huán)受到向上的斥力，向上跳起；若保持開關(guān)閉合，流過線圈的電流穩(wěn)定，磁場不再發(fā)生變化，鋁環(huán)中沒有感應(yīng)電流，也沒有相互作用，鋁環(huán)僅受重力作用，最后回落，故A正確，B、C錯誤.如果電源的正、負極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變，故D正確.10.答案：BD解析：導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則判斷可知，中感應(yīng)電流的方向為，則導體棒內(nèi)有電流通過，方向是，故A錯誤，B正確.由左手定則判斷可知，磁場對導體棒的作用力向右，對導體棒的作用力向左，故C錯誤，D正確.11.答案：ABD解析：由題圖可知段磁場方向為垂直紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流沿逆時針方向，同理可判斷沿順時針方向，沿順時針方向，故A、B正確；根據(jù)左手定則可判斷方向指向圓心，方向背離圓心向外，方向指向圓心，故C錯誤，D正確.12.答案：AD解析：當圓環(huán)進入磁場時，會受到磁場對它的阻力，所以A中圓環(huán)的速度可能是零，選項A正確；圓環(huán)完全進入磁場后不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，故它也不再受到安培力的作用，所以圓環(huán)一旦完全進入磁場后，其速度不可能為零，選項B、C錯誤；在圓環(huán)穿出磁場時，會受到磁場對它的阻力，故D中圓環(huán)的速度也可能為零，選項D正確.13.答案：ACD解析：由于線圈面積一定，磁場變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為，0時刻磁感應(yīng)強度的變化率最大，故感應(yīng)電動勢最大，故A正確，B錯誤；時刻磁通量最大，但磁通量的變化率為零，故感應(yīng)電動勢為零，故C正確；~時間內(nèi)，磁通量的變化率變大，故感應(yīng)電動勢增大，故D正確.14.答案：AC解析：設(shè)導軌和金屬棒單位長度的電阻為r，，金屬棒從O點開始運動時間為t時，有效切割磁感線的長度，感應(yīng)電動勢的大小，則感應(yīng)電動勢逐漸增大，故B錯誤，C正確；由電阻定律得，t時刻回路中的總電阻；感應(yīng)電流的大小，與t無關(guān)，說明感應(yīng)電流大小不變，故A正確，D錯誤.15.答