【同步】高中物理教科版(2019)選擇性必修2：第2章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用測(cè)評(píng)卷習(xí)題

第二章測(cè)評(píng)卷一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.(2023陜西西安高新一中高二期末)如圖所示,通電螺線管兩側(cè)各懸掛一個(gè)銅環(huán),銅環(huán)平面與螺線管截面平行。當(dāng)開關(guān)S接通瞬間,兩銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 ()A.同時(shí)向螺線管靠攏B.同時(shí)向兩側(cè)推開C.一個(gè)被推開,一個(gè)被吸引,但因電源正負(fù)極未知,無法具體判斷D.同時(shí)被推開或同時(shí)向螺線管靠攏,因電源正負(fù)極未知,無法具體判斷2.如圖所示,金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方A處由靜止開始下落()A.從A到B,穿過金屬環(huán)的磁通量減少B.從A到B,金屬環(huán)受磁場(chǎng)力方向向下C.從B到O,金屬環(huán)不受磁場(chǎng)力的作用D.從B到O,金屬環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流3.(2023江蘇南京第一中學(xué)高二期末)在一水平通電直導(dǎo)線的正下方,有一半圓形光滑圓弧軌道。一導(dǎo)體圓環(huán)自軌道左側(cè)的A點(diǎn)無初速度釋放,則下列說法正確的是()A.圓環(huán)最終停在軌道的最低點(diǎn)BB.圓環(huán)能滑到軌道右側(cè)與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)C.圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒D.圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中,感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針方向4.如圖所示,A為水平放置的膠木圓盤,在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷,在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B,使B的環(huán)面水平且與圓盤面平行,其軸線與膠木圓盤A的軸線OO'重合。現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO'按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),則()A.金屬圓環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大B.金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小C.金屬圓環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小D.金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì),絲線受到的拉力增大5.在如圖所示的電路中,D為燈泡,S為開關(guān),L為有鐵芯的線圈。對(duì)于此電路,下列說法正確的是()A.因?yàn)榫€圈L通電后會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象,所以S閉合后,燈泡D中無電流通過B.在S打開或閉合的瞬間,電路中都不會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象C.當(dāng)S閉合時(shí),電路中會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象D.在S閉合后再斷開的瞬間,燈泡D可能不立即熄滅6.(2023四川遂寧高二期末改編)下列四幅圖是法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的幾種情況,根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的知識(shí),請(qǐng)判斷下列說法正確的是()A.甲圖中當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻增大B.乙圖中線圈abcd放置在垂直于紙面向里的磁場(chǎng)中,導(dǎo)體棒MN向右減速運(yùn)動(dòng)過程中,導(dǎo)體棒MN電流方向?yàn)橛蒒到MC.丙圖在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,電容器上極板帶正電D.丁圖在PQ向右勻速運(yùn)動(dòng)中,N金屬圈中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流7.如圖所示,水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。t=0時(shí),將開關(guān)S由1擲向2,分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、導(dǎo)體棒中的電流、導(dǎo)體棒的速度大小和加速度大小,則下列圖像正確的是()二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。8.(2023河北石家莊高二期末)如圖所示,在垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一圓心為O、半徑為r、電阻為2R的金屬圓環(huán),圓環(huán)置于紙面內(nèi)。長為r、電阻為R2的金屬桿OM,可繞過圓心O的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),M端與圓環(huán)接觸良好。圓心O和圓環(huán)邊緣上的K點(diǎn)通過電刷與阻值為R的電阻連接。忽略電流表和導(dǎo)線的電阻,下列說法正確的是(A.通過電流表的電流的大小和方向做周期性變化B.通過電阻R的電流方向不變,且從a到bC.電流表示數(shù)的最大值為BD.電流表示數(shù)的最小值為B9.(2023四川成都高二期末)如圖甲所示的圓環(huán)形導(dǎo)線,處在方向垂直于圓環(huán)平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中(磁場(chǎng)未畫出,以向里為正方向),B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,則()A.0~t0內(nèi),圓環(huán)形導(dǎo)線中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B.0~t0內(nèi),圓環(huán)形導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小均勻增大C.t0~3t0內(nèi),圓環(huán)形導(dǎo)線有擴(kuò)張趨勢(shì)D.0~t0和t0~3t0兩段時(shí)間內(nèi),圓環(huán)形導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小相等10.(2023湖北黃岡高二期末)如圖所示,足夠長的兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置于水平面內(nèi),其左端與定值電阻R相連,導(dǎo)軌電阻不計(jì),沿其中一條導(dǎo)軌建立x軸,在x>0的區(qū)域內(nèi)設(shè)置垂直導(dǎo)軌平面向下的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度與坐標(biāo)x的關(guān)系為B=0.4+0.2x(T)。在外力F作用下,一阻值為r的金屬棒從x=0開始向右運(yùn)動(dòng),金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,金屬棒從x1運(yùn)動(dòng)到x3過程中電路中的電功率保持不變,x1=1m,x2=2m,x3=3m,關(guān)于金屬棒從x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中,下列說法正確的是()A.金屬棒在x1與x3處的速度之比為5∶3B.金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間均勻增大C.x1到x2與x2到x3的過程中,通過金屬棒的電荷量之比為2∶3D.x1到x2與x2到x3的過程中,回路產(chǎn)生的熱量之比為7∶9三、非選擇題:本題共5小題,共54分。11.(8分)下圖所示為“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)將實(shí)物電路圖補(bǔ)齊。(2)將線圈E插入線圈F中,閉合開關(guān)時(shí),線圈F中感應(yīng)電流的方向與線圈E中電流的方向(選填“相同”或“相反”)。

(3)在開關(guān)處于閉合狀態(tài)將線圈E拔出時(shí),線圈F中感應(yīng)電流的方向與線圈E中電流的方向(選填“相同”或“相反”)。

12.(8分)(2023吉林白城高二期末)用如圖所示的電路研究自感現(xiàn)象,圖中兩個(gè)相同的小燈泡甲和乙分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)定值電阻R,請(qǐng)回答下列問題:(1)閉合開關(guān)S后,將觀察到兩個(gè)燈泡亮度變化情況是。

A.小燈泡甲和乙同時(shí)變亮B.小燈泡甲立刻變亮,小燈泡乙逐漸變亮C.小燈泡乙立刻變亮,小燈泡甲逐漸變亮D.小燈泡甲立刻變亮,小燈泡乙不亮(2)閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后,發(fā)現(xiàn)小燈泡甲比乙亮很多,經(jīng)分析認(rèn)為電感線圈的阻值RL(選填“大于”“等于”或“小于”)定值電阻R的阻值;若斷開開關(guān),將看到兩個(gè)小燈泡的亮暗變化情況是。

13.(10分)(2023遼寧葫蘆島高二期末)如圖所示,兩足夠長的平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌間距為d,導(dǎo)軌上端一支路連接電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電池,另一支路連接阻值為R的定值電阻,兩支路端點(diǎn)為a和b,開關(guān)K與PQ連接且另一端可以連接a或b,導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將質(zhì)量為m、電阻不計(jì)、長也為d的導(dǎo)體棒AC垂直放在導(dǎo)軌上,當(dāng)開關(guān)K接到a時(shí),導(dǎo)體棒AC處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并且接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),不計(jì)一切摩擦,重力加速度大小為g。(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(2)當(dāng)開關(guān)K接到b時(shí),由靜止釋放導(dǎo)體棒AC,求導(dǎo)體棒AC的最大速度。14.(12分)(2023浙江麗水高二期末)如圖所示,與水平面夾角為60°的平行傾斜金屬導(dǎo)軌Ⅰ,上端連接阻值為R的電阻,下端與一半徑為l、圓心角為60°的圓弧導(dǎo)軌平滑連接,圓弧最底端ef處通過一小段(長度可忽略)絕緣介質(zhì)與足夠長的水平平行金屬導(dǎo)軌Ⅱ相連,軌道寬度均為l。導(dǎo)軌Ⅰ所在區(qū)域abcd間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1、方向垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓弧及水平軌道Ⅱ所在區(qū)域cd至gh間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)軌Ⅱ左端gh之間連接電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源。一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒從導(dǎo)軌Ⅰ區(qū)域ab上方某位置靜止釋放,沿傾斜軌道經(jīng)cd進(jìn)入圓弧軌道直至最低點(diǎn)ef處。已知無論金屬棒從ab軌道上方何處釋放,進(jìn)入圓弧軌道的速度均相同,金屬棒到達(dá)ef后,在水平向左恒定外力F作用下向左加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定速度。不計(jì)一切摩擦和導(dǎo)軌的電阻,金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,求:(1)金屬棒滑至cd處時(shí)的速度v的大小;(2)金屬棒從cd滑至ef的過程中,通過電阻R的電荷量q;(3)金屬棒在導(dǎo)軌Ⅱ上達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度vm的大小。15.(16分)(2023湖北咸寧赤壁一中高二期末)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、CD固定在傾角為37°的絕緣斜面上,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,NP、DQ為水平放置的平行且足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌在N、D兩點(diǎn)處平滑連接(桿通過ND位置時(shí)無機(jī)械能損失),水平部分處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌間距均為L=1m。兩金屬棒ab、cd的電阻相等,質(zhì)量分別為2kg、1kg。初始時(shí),金屬棒cd垂直放置在水平導(dǎo)軌上,金屬棒ab從傾斜導(dǎo)軌上距底端距離為s=4.5m處由靜止釋放,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。金屬棒在水平導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,通過金屬棒的電荷量q=4C,求:(1)金屬棒ab剛滑到ND位置的速度;(2)金屬棒cd上產(chǎn)生的熱量Qcd;(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

參考答案第二章測(cè)評(píng)卷1.B解析當(dāng)開關(guān)S接通瞬間,銅環(huán)中磁通量從無到有增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量的增加,則兩環(huán)將向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)。故選B。2.D解析從A到B,穿過金屬環(huán)的磁通量增加,A錯(cuò)誤;從A到B,根據(jù)“來拒去留”可知,金屬環(huán)受磁場(chǎng)力方向向上,B錯(cuò)誤;根據(jù)條形磁鐵內(nèi)外的磁感線分布可知,線圈在O點(diǎn)時(shí)內(nèi)外磁感線抵消得最少,則磁通量最大,即從B到O,穿過金屬環(huán)的磁通量發(fā)生變化,故金屬環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,受磁場(chǎng)力的作用,C錯(cuò)誤,D正確。3.A解析由于圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同,所以圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為電能,故圓環(huán)的機(jī)械能會(huì)越來越小,最終停在最低點(diǎn)B,故A正確;因?yàn)閳A環(huán)在運(yùn)動(dòng)的過程中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,對(duì)整個(gè)過程由能量守恒定律得,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,故不能上升到右側(cè)與A點(diǎn)等高的C點(diǎn),故B錯(cuò)誤;整個(gè)過程重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,機(jī)械能不守恒,故C錯(cuò)誤;圓環(huán)來回運(yùn)動(dòng),磁通量不斷變化,所以感應(yīng)電流方向不斷變化,故D錯(cuò)誤。4.B解析使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO'按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),通過金屬圓環(huán)B內(nèi)的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,金屬圓環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì),且B有向上升的趨勢(shì),絲線受到的拉力減小,B正確。5.C解析S閉合瞬間,由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)而阻礙通過燈泡D的電流的增加,但阻礙不是阻止,S閉合后有電流通過D;S斷開瞬間,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),因電路斷開,電流立即消失,燈泡D立即熄滅,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。6.B解析當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt=nΔBΔtS可得,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變,故A錯(cuò)誤;根據(jù)右手定則可以確定導(dǎo)體棒上的電流方向?yàn)镹到M,故B正確;在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,根據(jù)楞次定律可以確定螺線管中的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,此時(shí)螺線管相當(dāng)于電源,其上端為電源的負(fù)極,所以電容器的上極板帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤;7.D解析開關(guān)S由1擲向2,電容器放電,會(huì)在與導(dǎo)體棒構(gòu)成的電路中產(chǎn)生電流,導(dǎo)體棒中有電流通過,會(huì)受到安培力的作用,產(chǎn)生加速度而加速運(yùn)動(dòng),速度增大,導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,則電路中電流減小,導(dǎo)體棒所受安培力減小,加速度減小,因?qū)к壒饣?所以在有電流通過導(dǎo)體棒的過程中,導(dǎo)體棒一直加速運(yùn)動(dòng),加速度逐漸減小,速度逐漸增大;當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩端的電壓時(shí),電路中無電流,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng),加速度為零,速度達(dá)到最大值,此時(shí)電容器所帶電荷量q=CU不為零。故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。8.BCD解析金屬桿OM勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Brv-=Br·ωr+02=12Br2ω,可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,故通過電流表的電流的大小和方向不變,根據(jù)右手定則知,金屬桿的電流從O到M,則通過電阻R的電流從a到b,故A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)M端與K點(diǎn)重合時(shí),圓環(huán)接入電路中的電阻最小為0,回路中電阻最小,則電流最大,有Imax=ER+R2=12Br9.AC解析0~t0內(nèi),由圖乙可知磁感應(yīng)強(qiáng)度向里增大,由楞次定律“增反減同”可知圓環(huán)形導(dǎo)線中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,A正確;0~t0內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,可知圓環(huán)形導(dǎo)線中產(chǎn)生恒定的電流,B錯(cuò)誤;t0~3t0內(nèi),磁通量在減小,根據(jù)“增縮減擴(kuò)”可知圓環(huán)形導(dǎo)線有擴(kuò)張趨勢(shì),C正確;0~t0和t0~3t0兩段時(shí)間內(nèi)E=nΔBΔtS,10.AD解析根據(jù)題意,金屬棒從x1運(yùn)動(dòng)到x3過程中電路中的電功率保持不變,由P=E2R+r可知金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變;根據(jù)公式E=BLv,同時(shí)有B1=0.4+0.2x1=0.6T,B3=0.4+0.2x3=1.0T,代入可得金屬棒在x1與x3處的速度之比為v1v3=B3B1=53,A正確,B錯(cuò)誤。根據(jù)公式q=I-Δt=ER+rΔt=ΔΦΔtR+rΔt=ΔΦR+r=ΔB·SR+r,又因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度與坐標(biāo)x的關(guān)系為B=0.4+0.2x(T),所以x1到x2與x2到x11.答案(1)見解析(2)相反(3)相同解析(1)實(shí)物電路如圖所示。(2)閉合開關(guān)時(shí),通過線圈F的磁通量增大,由楞次定律可判斷,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加,即線圈F中的感應(yīng)電流方向與線圈E中的電流方向相反。(3)在開關(guān)處于閉合狀態(tài)將線圈E拔出時(shí),線圈F中的磁通量減少,由楞次定律可判斷,線圈F中的感應(yīng)電流方向與線圈E中的電流方向相同。12.答案(1)C(2)小于小燈泡甲逐漸變暗,小燈泡乙閃亮一下后再逐漸變暗解析(1)通電時(shí),線圈中電流變大,則在線圈中產(chǎn)生阻礙電流增大的自感電動(dòng)勢(shì),線圈中電流慢慢變大,小燈泡甲逐漸變亮,而小燈泡乙立刻變亮,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤;(2)穩(wěn)定后,小燈泡甲比小燈泡乙亮很多,說明電感線圈的阻值小于定值電阻的阻值;斷開開關(guān)時(shí),線圈和小燈泡甲、小燈泡乙、定值電阻組成回路,將儲(chǔ)存的能量釋放,此時(shí)線圈相當(dāng)于電源,電流從其穩(wěn)定時(shí)的電流逐漸減小,故小燈泡甲會(huì)逐漸變暗,而小燈泡乙會(huì)先閃亮一下后逐漸變暗。13.答案(1)mgr(2)E解析(1)當(dāng)開關(guān)K接到a時(shí),導(dǎo)體棒AC處于靜止?fàn)顟B(tài)。導(dǎo)體棒中電