人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊第二章電磁感應單元檢測試題（含答案）

第二章電磁感應單元檢測試題

時間：75分鐘總分：100分

一、單選題

1.管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示，圓管通過

一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產生的交變磁場使圓管中產生交變電流，電流產生的

熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為（）

azzjzo

A.庫侖B.霍爾C.洛倫茲D.法拉第

2.如圖所示是法拉第在1831年做電磁感應實驗的示意圖，鐵環(huán)上繞有A、B兩個線圈，線

圈A接直流電源，線圈B接電流表和開關S。通過多次實驗，法拉第終于總結出產生感應

電流的條件，分析這個實驗，下列說法中正確的是（）

A.閉合開關S的瞬間，電流表G中有a—>6的感應電流

B.閉合開關S的瞬間，電流表G中有。ta的感應電流

C.閉合開關S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有6一。的感應電流

D.閉合開關S后，滑動變阻器滑動觸頭向右移動，電流表G指針不偏轉

3.如圖所示,置于勻強磁場中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導線，與套在鐵芯上部的線圈

4相連，套在鐵芯下部的線圈8引出兩根導線接在兩根水平光滑導軌上，導軌上有一根金屬

棒ab靜止處在垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法正確的是（）

A.圓盤順時針加速轉動時,仍棒將向右運動

B.圓盤順時針勻速轉動時,油棒將向右運動

C.圓盤順時針減速轉動時,4b棒將向右運動

D.圓盤逆時針加速轉動時,ab棒將向左運動

4.圖甲和乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，Li和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關

Si瞬間，燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關S2,燈A2逐漸變亮。而另一個相同的

燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是（）

L?

、，

R0

甲

A.圖甲中，Ai與Li的電阻值相同

B.圖甲中，閉合Si,電路穩(wěn)定后，Ai中電流大于Li中電流

C.圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同

D.圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等

5.電磁爐又名電磁灶（圖1）,它無須明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效

率得到了極大的提高。圖2是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是（）

典

一、：爐面板

I111:?IIIII11ITT

L通電

__Y__'y‘線圈

通電線圈產生的磁場

圖1圖2

2

A.電磁爐通電線圈加直流電，電流越大，電磁爐加熱效果越好

B.電磁爐原理是通電線圈加交流電后，在鍋底產生渦流，進而發(fā)熱工作

C.在鍋和電磁爐中間放一絕緣物質，電磁爐不能起到加熱作用

D.電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因是這些材料的導熱性能較差

6.如圖所示，"c為等腰直角三角形金屬導線框，Zc=90°,為一與"c全等的三角形區(qū)

域，其中存在垂直紙面向里的勻強磁場，e點與c點重合，6cd在一條直線上.線框。be以

恒定的速度沿垂直中的方向穿過磁場區(qū)域，在此過程中，線框中的感應電流i（以剛進磁場

時線框中的電流方向為正方向）隨時間變化的圖像正確的是（）

7.如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈，右邊門框中有一接收線圈，若工作

過程中某段時間通電線圈中存在順時針方向（左視圖）均勻增大的電流，則下列說法正確的

是（電流方向判斷均從左向右觀察）（）

3

A.無金屬片通過時，接收線圈中感應電流的方向為順時針

B.無金屬片通過時，接收線圈中感應電流的大小不變

C.有金屬片通過時，按收線圈中感應電流的方向為順時針

D.有金屬片通過時，接收線圈中感應電流會變大

二、多選題

8.某電磁彈射裝置的簡化模型如圖所示，線圈固定在水平放置的光滑絕緣桿上，將金屬環(huán)

放在線圈左側。閉合開關時金屬環(huán)被彈射出去，若（）

A.從右向左看，金屬環(huán)中感應電流沿逆時針方向

B.將電源正負極調換，閉合開關時金屬環(huán)將向右運動

C.將金屬環(huán)放置在線圈右側，閉合開關時金屬環(huán)將向右運動

D.金屬環(huán)不閉合，則閉合開關時金屬環(huán)不會產生感應電動勢

9.法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、。分別

于圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中，圓盤旋轉時，關于流

過電阻R的電流，下列說法正確的是（）

A.若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定

B.若從上往下看，圓盤順時針轉動，則電流沿。到b的方向流動

C.若圓盤轉動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化

4

D.若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍

10.如圖所示，在豎直面內有垂直于豎直面向外、磁感應強度大小為B的有界勻強磁場區(qū)

域，磁場上下邊界相距X。邊長為/、電阻為R、質量為根的正方形導線框abed從cd邊距

離磁場上邊界/處由靜止下落，cd邊運動到磁場的下邊界，線框勻速穿出磁場.已知重力加

速度為g，忽略空氣阻力.下列說法正確的是（

????H

A.線框進入磁場的過程中產生的感應電流沿逆時針方向

B.線框仍邊離開磁場時，線框的速度大小為鬻

BI

072

C.線框進入磁場的過程中，通過線框導線橫截面的電荷量為絲

R

D,線框穿過整個磁場區(qū)域的過程中，線框產生的焦耳熱為

三、實驗題

11.在“探究感應電流的方向與哪些因素有關”的實驗。

⑴如圖甲所示，當磁鐵的N極向下運動時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉，若要探究線圈中產生感

應電流的方向，必須知道o

①為弄清靈敏電流計指針擺動方向與電流方向的關系，可以使用一個已知正負極性的直流電

源進行探究。某同學想到了多用電表內部某一擋含有直流電源,他應選用多用電表的

擋（填“歐姆”“直流電流”“直流電壓”“交流電流”或“交流電壓”）對靈敏電流計進

行測試。由實驗可知，當電流從正接線柱流入電流計時，指針向右擺動。

②如圖甲所示，實驗中該同學將條形磁鐵從線圈上方向下插入線圈過程中（線圈繞向如圖乙

所示），電流計的指針向（填“左”或“右”）偏轉。

5

（2）已知線圈由。端開始繞至6端，當電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉，將磁鐵

N極向下插入線圈，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉，俯視線圈，其繞向為（填“順時針”或“逆

時針”）。

12.學習法拉第電磁感應定律后，為了定量驗證感應電動勢E與時間"的關系，甲、乙兩位

同學共同設計了圖示實驗裝置：線圈和電壓傳感器相連，線圈、光電門固定在長木板的軌道

上，強磁鐵和擋光片固定在小車上。每當小車經(jīng)過光電門時，光電門會記錄下?lián)豕鈺r間加同

時觸發(fā)電壓傳感器記錄下加內線圈產生的感應電動勢及利用彈簧將小車以不同的速度從

A.實驗中必須保持線圈、光電門的位置不變

B.實驗中軌道必須保持水平

C.實驗中軌道必須光滑

D.實驗中每個擋光時間4內線圈中磁通的變化量A①中可視為定值

（2）兩位同學用作圖法分析實驗數(shù)據(jù)，要通過線性圖像直觀反映感應電動勢E與時間。的

關系，可作出_________（填“E-4”或“E-上”）圖線。

（3）若按（2）問中兩同學的方法處理數(shù)據(jù)，當僅增大線圈匝數(shù)后得到的圖線斜率會

（選填“增大”、“不變”、“減小”）。

四、計算題

13.如圖甲所示，半徑為廠帶小缺口的剛性金屬圓環(huán)固定在豎直平面內，在圓環(huán)的缺口兩端

用導線分別與兩塊水平放置的平行金屬板A、8連接，兩板間距為小圓環(huán)所在區(qū)域有一變

化的磁場垂直于圓環(huán)平面其變化規(guī)律如圖乙所示。在平行金屬板A、B之間有一帶電液滴處

于靜止狀態(tài)。重力加速度為g,圖中瓦、為為已知量。求：

（1）感應電動勢的大??；

（2）帶電液滴的比荷大小。

6

14.如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌MN、P。間距L=lm,其電阻不計，兩導

軌及其構成的平面均與水平面成6=30。角，N、0兩端接有R=1O的電阻。一金屬棒H垂

直導軌放置，而兩端與導軌始終有良好接觸，己知必的質量根=0.2kg,電阻r=整個

裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小3=1T。e在平行于導軌向

上的拉力作用下，以初速度”=05m/s沿導軌向上開始運動，可達到最大速度「Zm/s。運動

過程中拉力的功率恒定不變，重力加速度g=lOm/s?。

(1)求拉力的功率P;

(2)而開始運動后，經(jīng)t=0.09s速度達至I]%=L5m/s,此過程中向克服安培力做功

W=0.06J,求該過程中必沿導軌的位移大小尤。

Q

15.如圖所示，兩平行光滑金屬導軌由兩部分組成，左面部分水平，右面部分為半徑r=0.5

m的豎直半圓，兩導軌間距離/=0.3m,導軌水平部分處于豎直向上、磁感應強度大小8=

1T的勻強磁場中，兩導軌電阻不計.有兩根長度均為/的金屬棒。6、4，均垂直導軌置于水

平導軌上，金屬棒"、cd的質量分別為沖=0.2kg、m2=。.1kg,電阻分別為R/=0.1。、

&=0.2。.現(xiàn)讓ab棒以vo=lOm/s的初速度開始水平向右運動，cd棒進入圓軌道后，恰好能

通過軌道最高點尸P,cd棒進入圓軌道前兩棒未相碰，重力加速度g=10m/s2,求：

7

(1)〃。棒開始向右運動時cd棒的加速度。0；

⑵cd棒剛進入半圓軌道時次?棒的速度大小vi；

(3)cd棒進入半圓軌道前H棒克服安培力做的功W.

8

參考答案

1.D

【解析】由題意可知，圓管為金屬導體，導體內部自成閉合回路，且有電阻，當周圍的線圈

中產生出交變磁場時，就會在導體內部感應出渦電流，電流通過電阻要發(fā)熱。該過程利用原

理的是電磁感應現(xiàn)象，其發(fā)現(xiàn)者為法拉第。故選D。

2.C

【解析】AB.閉合開關S的瞬間，穿過線圈B的磁通量不變，電流表無電流，AB錯誤；

C.閉合開關S后，在增大電阻R的過程中，線圈A中電流減小，穿過線圈B的磁通量減

小，根據(jù)楞次定律可知，電流表中的電流方向是bra,C正確；

D.閉合開關S后，滑動變阻器滑動觸頭向右移動，電阻R減小，線圈A中電流增大，穿

過線圈B的磁通量增大，根據(jù)楞次定律線圈B中有感應電流，可知電流表G指針偏轉。D

錯誤。

故選C。

3.C

【解析】A.由右手定則可知，圓盤順時針加速轉動時，感應電流從圓心流向邊緣，線圈A

中產生的磁場方向向下且磁場增強。由楞次定律可知，線圈2中的感應磁場方向向上，由

右手螺旋定則可知，4棒中感應電流方向由a—b。由左手定則可知，棒受的安培力方向

向左，ab棒將向左運動。故A錯誤；

B.當圓盤順時針勻速轉動時，線圈A中產生恒定的電流，那么線圈B的磁通量不變，則他

棒沒有感應電流，則將不會運動，故B錯誤；

C.同A的分析可知，若圓盤順時針減速轉動時，則仍棒將向右運動，故C正確；

D.由右手定則可知，圓盤逆時針加速轉動時，感應電流從邊緣流向圓心，線圈A中產生的

磁場方向向上且磁場增強。由楞次定律可知，線圈3中的感應磁場方向向下，由右手螺旋

定則可知，ab棒中感應電流方向由6—a。由左手定則可知，ab棒受的安培力方向向右，ab

棒將向右運動，故D錯誤。

故選C。

4.C

【解析】A.斷開開關Si瞬間，線圈Li產生自感電動勢，阻礙電流的減小，通過Li的電流

反向通過Ai,燈Ai突然閃亮，隨后逐漸變暗，說明ILAIAI,即A錯誤；

9

B.題圖甲中，閉合開關Si,電路穩(wěn)定后，因為&/<&/,所以Ai中電流小于Li中電流，B

錯誤；

C.題圖乙中，閉合開關S2,燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與

A3的亮度相同，說明變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；

D.閉合S2瞬間，通過L2的電流增大，由于電磁感應線圈L2產生自感電動勢，阻礙電流的

增大，則L2中電流與變阻器R中電流不相等，D錯誤。

故選Co

5.B

【解析】A.電磁爐通電線圈加直流電，會產生恒定磁場，穿過鍋底的磁通量不會發(fā)生變化,

不能產生泯流，所以沒有加熱效果，故A錯誤；

B.電磁爐的原理是磁場感應渦流加熱，即利用交變電流通過線圈產生交變磁場，所以電磁

爐通過線圈加交流電后，在鍋底產生渦流，進而發(fā)熱工作，故B正確；

C.在鍋和電磁爐中間放一絕緣物質，不會影響渦流的產生，因此不會影響電磁爐的加熱作

用，故c錯誤；

D.金屬鍋自身產生無數(shù)小渦流而直接加熱鍋，陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料，不會產

生渦流，而不是因為導熱性能較差，故D錯誤。

故選B。

6.C

【解析】7=0時刻，線框剛進入磁場時，有效長度為0,根據(jù)石=磯丫可知此時感應電動勢

為0,感應電流為0；

當C點運動至中邊，此時有效長度為工=合，感應電動勢為

「八ab

E=Bv

2

感應電流為

.EBabv

i=—二----

R2R

當就邊運動至與方邊重合時，此時有效長度為乙="，感應電動勢為

E'=Babv

感應電流為

10

故選c。

7.B

【解析】AC.當左側線圈中通有不斷增大的順時針方向的電流時，知穿過右側線圈的磁通

量向右，且增大，根據(jù)楞次定律，右側線圈中產生逆時針方向的電流，即使有金屬片通過時,

接收線圈中的感應電流方向仍然為逆時針，故AC錯誤；

B.通電線圈中存在順時針方向均勻增大的電流，則通電線圈產生的磁場均勻增大，所以穿

過右側線圈中的磁通量均勻增大，則磁通量的變化率是定值，由法拉第電磁感應定律可知，

接收線圈中的感應電流不變，故B正確；

D.有金屬片通過時，穿過金屬片中的磁通量也發(fā)生變化，金屬片中也會產生感應電流，與

接收線圈中的感應電流的方向相同，所以會將該空間中磁場的變化削弱一些，引起接收線圈

中的感應電流大小發(fā)生變化，接收線圈中感應電流會變小，故D錯誤。

故選B。

8.AC

【解析】A.閉合開關后，由右手定則可知螺線管的左邊為N極，故穿過圓環(huán)的磁場方向向

左，由于圓環(huán)中磁通量變大，由楞次定律可知，圓環(huán)中感應電流的磁場方向向右，故從右向

左看，圓環(huán)中電流方向為逆時針，故A正確；

B.將電源正負極對調，閉合開關時，圓環(huán)中的磁通量仍然增加，由楞次定律可知，圓環(huán)仍

然向左運動，故B錯誤；

C.金屬環(huán)放置在右側時，閉合開關，圓環(huán)中磁通量增加，由楞次定律可知，它將向右運動,

故c正確；

D.金屬環(huán)不閉合，磁通量變化時會產生感應電動勢，但是沒有感應電流，故D錯誤；

故選AC。

9.AB

【解析】A.圓盤轉動產生的電動勢

1,

E=-BI?co

2

轉動的角速度恒定，E不變，電流

一

R

電流大小恒定，A正確；

B.右手定則可知，回路中電流方向不變，從上往下看圓盤順時針轉動，由右手定則知，電

11

流從邊緣指向圓心，接著沿。到6的方向流動，B正確；

C.若圓盤轉動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向不變，大小變化，C錯誤；

D.若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，回路電流變?yōu)樵瓉?倍，根據(jù)「二產尺電流在尺

上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯誤。

故選AB。

10.BC

【解析】A.由楞次定律判斷，線框進入磁場的過程中產生的感應電流沿順時針方向，A錯

誤；

B.線框"邊離開磁場時，線框勻速穿出磁場.故

mg=BII

rEBlv

RR

解得

mgR

V=---------

B2l2

B正確；

C.線框進入磁場的過程中，通過線框導線橫截面的電荷量為

7,AO.B12

q=IX=-----M=-----

RNtR

C正確；

D.線框穿過整個磁場區(qū)域的過程中，根據(jù)能量守恒定理可知

1

m(H+Z)=2+-mv9

則

1

Q=m(H+Z)--mv9

D錯誤。

故選BC。

n.電流表指針偏轉方向與電流方向間的關系及線圈的繞向歐姆右順時針

【解析】(1)電流表沒有電流通過時，指針指向中央，要探究線圈中電流的方向，必須知道

電流從正(負)接線柱流入時，指針的偏轉方向以及線圈的繞向；

①多用電表作為歐姆表使用時，內部有電源，故應該選擇歐姆擋；

②將條形磁鐵從線圈上方向下插入線圈過程中，線圈中磁場方向向下，且磁通量增加，根據(jù)

12

楞次定律判斷出電流為逆時針方向，從正接線柱流入電流計，指針向右擺動；

(2)將磁鐵N極向下插入線圈，線圈中磁場方向向下，且磁通量增加，想要指針向左偏轉，

根據(jù)楞次定律可知，俯視線圈，其繞向為順時針。

12.AD/DAE--增大

【解析】(1)AD.實驗需要控制線圈匝數(shù)〃與磁通量的變化量△①不變，為控制磁通量的

變化量A①不變，實驗中必須保持線圈、光電門位置不變，故AD正確；

BC.由法拉第電磁感應定律

E=n--

可知為了定量驗證感應電動勢E與時間加成反比，實驗只需要控制線圈匝數(shù)〃與磁通量的

變化量A①不變即可，對軌道是否光滑、軌道是否水平?jīng)]有要求，故BC錯誤。

故選ADo

(2)根據(jù)

①

LE=An--

可知￡與;1成正比，故在直角坐標系中作片-1；關系圖線，若圖線是基本過坐標原點的傾

NtAt

斜直線，則也可驗證E與加成反比。

(3)由法拉第電磁感應定律

AZ

可知E-工圖線的斜率

&

左二必①

因為△①不變，所以當僅增大線圈匝數(shù)〃后，圖線的斜率%會增大。

【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律

(2)兩板間電壓等于電動勢

U=E

兩極板間的電