第二章 电磁感应 单元练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应 单元练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是 (   ) A．跟穿过闭合电路的磁通量成正比 B．跟穿过闭合电路的磁通量的变化量成正比 C．跟穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比 D．跟电路的总电阻成正比 2．如图所示，正方形金属线框abcd放置于磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，当磁感应强度均匀增大时，下列说法正确的是（　　）    A．线框中产生逆时针方向的感应电流，线框有收缩的趋势 B．线框中产生逆时针方向的感应电流，线框有扩张的趋势 C．线框中产生顺时针方向的感应电流，线框有收缩的趋势 D．线框中产生顺时针方向的感应电流，线框有扩张的趋势 3．如图所示，固定的水平长直导线中通有向右电流I，闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（　　） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框所受安培力的合力为零 C．线框中产生顺时针方向的感应电流 D．线框的机械能不断增大 4．下面物理量及其对应的国际单位制单位符号，正确的是 A．电动势，F B．电容，Wb C．磁通量，T D．自感系数，H 5．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属 C．丙是铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快 D．图丁是微安表的表头，运输时把两个正、负接线柱用导线连接，可以减小电表指针摆动角度 6．如图所示，固定的水平长直导线中通有向右的电流I。矩形闭合导线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，将线框由静止释放，不计空气阻力，则在线框下落过程中（   ） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流的方向为逆时针 C．线框所受安培力的合力方向竖直向上 D．线框的机械能不断增大 7．如图所示甲、乙电路，电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　） A．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开S，A渐渐变亮 8．如图所示，U形框的两平行导轨与水平面成θ角，一个横截面为矩形的金属棒ab静止在导轨上、从某时刻起，添加一个方向垂直于导轨平面向下，且磁感应强度从零开始均匀增大的匀强磁场，直到金属棒刚要开始在导轨上滑动为止。在这一过程中，金属棒ab所受的摩擦力大小将（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．一直不变 D．先减小后增大 9．如图所示，两根足够长且平行的金属导轨置于磁感应强度为 B T的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面，两导轨间距 L=0.1m，导轨左端连接一个电阻 R=0.5Ω，其余电阻不计，导轨右端连一个电容器C 2.5 1010 pF，有一根长度为 0.2m 的导体棒 ab，a 端与导轨下端接 触良好，从图中实线位置开始，绕 a 点以角速度ω = 4 rad/s 顺时针匀速 转动 60°，此过程电容器的最大电荷量为（　　） A．3 10-2 C B．210-3 C C．（30 2） 103 C D．（30 - 2） 103 C 10．如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小分别均为，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势、外力和电功率随时间变化的图象正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是(      ) A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B．该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C．封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D．该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器 12．如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动。从上向下看，若磁铁逆时针转动，则（　　） A．线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同 B．线圈将逆时针转动，转速比磁铁小 C．线圈转动时将产生感应电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda 13．如图甲所示，一个20匝的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为，电阻为，在线圈外接一个阻值为的电阻R。整个线圈均处于垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．4s～6s内P、Q两点间的电势差为2V B．0～4s内P点电势高于Q点电势 C．4s～6s内电阻R的功率为0.8W D．0～4s内通过R的电荷量为0.4C 14．如图所示，一段软导线组成的正方形回路置于光滑水平面上，软导线所在空间存在竖直方向的匀强磁场。由于磁场发生了某种变化，导致回路形状变为圆形。关于该磁场的变化，下列说法可能正确的是（　　） A．方向竖直向上，逐渐增强 B．方向竖直向上，逐渐减弱 C．方向竖直向下，逐渐增强 D．方向竖直向下，逐渐减弱 15．新能源电动汽车越来越被人们所接受，某种无线充电方式的基本原理如图所示，路面。上依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。若汽车正在匀加速行驶，下列说法正确的是（　　） A．若路面摩擦因数不变，则汽车牵引力也不变 B．感应线圈中感应电流产生的磁场方向在汽车前进过程中会发生改变 C．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动 D．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，有时会阻碍汽车运动，有时会给汽车运动提供动力 三、填空题 16．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向上，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。现使金属棒ab以初速度v0从磁场左边界ef处进入磁场，则金属棒ab在运动过程中，圆环L有 （选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环L内产生的感应电流方向为 方向（选填“顺时针”或“逆时针”）。    17．如右图所示的电路中和是两个完全一样的小灯泡，接通开关后调节电阻R，使两小灯泡亮度相同，然后断开电路。 （1）重新接通电路，在开关闭合的瞬间， 先亮， 逐渐亮起，最后达到相同的亮度。（填字母代号） （2）由于在实验中磁通量的变化是由电流的变化引起的，故电路中产生的自感电动势的大小与 和 有关。 四、解答题 18．如图所示，图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻，定值电阻，A、B间的电压。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。 （1）求出线圈L的电阻RL； （2）在图甲中，断开开关后通过电灯的电流方向如何； （3）在t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少？ 19．如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化而焊接起来. （1）试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系. （2）试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不是很热. 20．如图所示，间距的固定平行光滑金属导轨平面与水平面间的夹角，导轨上端接有阻值的电阻，轨道之间有磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场。质量、电阻的导体棒垂直导轨放置，将导体棒从位置由静止开始释放，在到达位置后一直做匀速运动。、均平行于水平面且垂直于金属导轨，上方导轨光滑，导体棒与下方导轨间的动摩擦因数，，取重力加速度大小，导体棒的长度与导轨间距相等，且导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，求： （1）导体棒到达时的速度大小v； （2）导体棒从运动至的过程中，通过电阻R上的电荷量q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第二章 电磁感应 单元练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C D D C C D B C 题号 11 12 13 14 15 答案 CD BC BD BD BC 1．C 【详解】ABC．据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有直接关系，AB错误，C正确； D．感应电动势的大小与电路的总电阻大小无关，D错误。 故选C。 2．A 【详解】磁场方向垂直线框平面向里，当磁感应强度均匀增大时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中感应电流沿逆时针方向，根据左手定则可得线框所受安培力方向均指向线框内部，即线框有收缩的趋势。 故选A。 3．C 【详解】试题分析：直线电流周围的磁场，离导线越远，磁感应强度越弱，故在线框在下落的过程中磁通量在减小，所以A错误；线框的上下两条边电流一样大，但所在位置磁感应强度不一样，故安培力不等大，所以合外力不为零，所以B错误；线框所在位置的磁感线方向垂直纸面向里，磁通量减小，根据楞次定律可得：感应电流的方向为顺时针方向，所以C正确；在下落的过程中，要克服安培力做功，故机械能逐渐减小，所以D错误． 考点：本题考查感应电流、安培力 4．D 【详解】A．电动势，V，选项A错误； B．电容，C，选项B错误； C．磁通量，Wb，选项C错误； D．自感系数，H，选项D正确． 5．D 【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，但线圈比磁铁转得慢，故A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误； C．当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故C错误； D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．在导线下方产生的磁场，距离导线越远，磁场越弱，线框在下落过程中，逐渐远离导线，穿过线框的磁感线的条数减小，磁通量减小，A错误； B．根据安培定则，在导线的下方，电流产生的磁场垂直于纸面向里，下落过程中，磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向为顺时针方向，B错误； C．由左手定则可知线框的左边框和右边框所受安培力大小相等，方向相反，故线框水平方向所受合外力为零，由于离导线越远的地方磁场越弱，所以线框的上边框受到的安培力大于下边框受到的安培力，故合力的方向竖直向上，C正确； D．下落过程中，穿过线框的磁通量随线框下落而减小，线框中产生电能，故线框在下落过程中一部分机械能会转化成热能，机械能减小，D错误。 故选C。 7．C 【详解】BC.题图甲中，A与自感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以开关断开的瞬间，A的电流不变，以后电流渐渐变小,因此A渐渐变暗,故B错误，C正确； AD.题图乙中，A所在支路的电流比自感线圈所在支路的电流要小（因为自感线圈的电阻很小），断开开关S时，自感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间自感线圈中的电流不变，自感线圈相当于一个电源给A供电。因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以A将先闪亮一下，然后渐渐变暗,故AD错误。     故选C。 8．D 【详解】磁感应强度从零开始均匀增大，设B＝kt，k是大于零的比例常数，金属棒与U形框组成闭合回路的面积为S，电路总电阻为R。由楞次定律可知，通过ab的感应电流从a流向b，由左手定则可知，ab受到的安培力平行于导轨向上；由法拉第电磁感应定律得 E＝＝S＝kS 感应电流 金属棒受到的安培力 F＝ILB＝ 由于k、S、L、R都是定值，则安培力F随时间增大。开始时安培力较小，当F<mgsinθ时，摩擦力f平行于导轨向上，对金属棒ab，由平衡条件可得 f＋F＝mgsinθ 解得 f＝mgsinθ－F 由于F不断增大，则摩擦力f逐渐减小；当安培力F>mgsinθ时，摩擦力f平行于导轨向下，由平衡条件得 mgsinθ＋f＝F 解得 f＝F－mgsinθF逐渐增大，摩擦力f逐渐增大；综上所述可知，在整个过程中，摩擦力先减小后增大。 D正确。 9．B 【详解】在导体棒ab绕a点以角速度ω=4rad/s顺时针匀速转动60°时，导体棒切割磁感应线产生的最大感应电动势 则金属棒给电容器C充电最大电荷量为 代入数据解得 故选B。 10．C 【详解】A．当线框运动L时，右边开始切割磁感线，产生的电动势为 E=BLv 方向为逆时针，为正方向；当向右再运动L时，线框两边均切割磁感线，由于磁场反向，故电动势 E′=2BLv 方向为顺时针，为负方向；当线圈再向右运动L过程中，只有左侧切割磁感线，此时，电动势为 E=BLv 方向为逆时针，为正方向，故A错误； B．当线框运动L时，右边开始切割磁感线，电路中电流逆时针 当向右再运动L时，线框两边均切割磁感线，产生顺时针方向电流 当线圈再向右运动L过程中，只有左侧切割磁感线，此时电流为 向沿正方向，由于线框匀速运动，拉力F等于安培力 F=BIL 故第一个L时 F=0 第二个L时 F=BIL 第三个L时 F=BI′•2L=4BIL 第四个L时 F=BIL 方向一直与安培力方向相反，向右，故B错误； C．根据能量守恒，电路中的电功率等于克服安培力做功的功率 P=Fvv不变，P与F成正比，P变化图象与F变化图象相同，故C正确； D．第三个L阶段的磁通量变化率应是第二个L过程中磁通量变化率的二倍，则途中直线的斜率应变为2倍，故D错误。 故选C。 11．CD 【详解】AB.由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必修是交流电，故A、B错误； C.减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量，即控制温度，故C正确； D.封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样被熔化，只能是玻璃、塑料等材质，故D正确。 12．BC 【详解】C．当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故C正确； D．当线圈相对磁铁转过90°时，电流方向不再是abcda，故D错误； AB．由楞次定律可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度，故A错误，B正确。 故选BC。 13．BD 【详解】AC．4s～6s内线圈产生的感应电动势为 电流为 P、Q两点间的电势差为 电阻R的功率为 故AC错误； B．0～4s内穿过线圈的磁通量增大，根据“增反减同”判断出线圈中感应电流方向为逆时针，由于电源内部电流由低电势流向高电势，所以P点电势高于Q点电势，故B正确； D．0s-4s内线圈产生的感应电动势为 电流为 通过R的电荷量为 故D正确。 故选BD。 14．BD 【详解】同样周长情况下，圆形面积大于正方形，即回路面积增大了，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁场的磁通量变化，无论穿过回路的磁感线的方向如何，只要磁场逐渐减小，穿过回路的磁通量就会减小，回路的面积就将增大，故BD正确，AC正确。 故选BD。 【点睛】本题以软导线回路为载体，考查在磁场发生变化时，回路面积的变化情况，需要学生掌握楞次定律的内涵，并且在数学角度要明白周长相同的情况下，圆形面积最大，很好地考查了学生科学思维的能力。 15．BC 【详解】ACD．感应线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到安培力，根据“来拒去留”可知，此安培力一定阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，安培力随速度的增加而增大，故牵引力不能不变，故AD错误，C正确； B．由安培定则知路面上相邻圆形线圈内部的磁场方向相反，分析可知汽车在行驶过程中，感应线圈中感应电流产生的磁场方向与地面线圈产生的磁场方向时而相同，时而相反，故B正确。 故选BC。 16． 扩张 顺时针 【详解】[1][2]由于金属棒ab向右运动，根据右手定则可知abcd回路中产生顺时针方向的感应电流，在圆环处产生垂直于纸面向里的磁场；根据左手定则可知金属棒受到向左的安培力作用而做减速运动。随着金属棒向右减速运动，圆环的磁通量将减小；依据楞次定律可知，圆环将产生顺时针方向的感应电流，圆环将有扩张的趋势以阻碍圆环磁通量的减小。 17． A2 A1 自感系数 电流变化快慢 【详解】（1）[1] 再次在开关闭合的瞬间，滑动变阻器不产生感应电动势，小灯泡A2立刻先亮。 [2]再次在开关闭合的瞬间，线圈中的电流产生变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流增大，使线圈中的电流逐渐增大，因此小灯泡A1逐渐亮起。 （2）[3]实验中磁通量的变化是由电流的变化引起的，故电路中产生的自感电动势的大小，可知产生自感电动势的大小与自感系数L有关。 [4]由，可知产生自感电动势的大小与自感系数L和电流变化快慢（）有关。 18．（1）2.0Ω；（2）电灯中的电流方向自右向左；（3）3.0V 【详解】（1）由题图可知，开关S闭合电路稳定时流过线圈L的电流 I0＝1.5 A 由欧姆定律得 解得 （2） 断开开关前，流过线圈L的电流自左向右，断开开关后，线圈L、电阻R和电灯构成一闭合回路，由自感规律可知，电灯中的电流方向自右向左。 （3） 由题图可知，t2＝1.6×10－3 s时刻线圈L中的电流 I＝0.3 A 此时线圈L相当于电源，由闭合电路欧姆定律得 19．见解析 【详解】（1）线圈A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I越大，所以电流的热功率也越大，焊接越快。 （2）B中各处电流大小相等，但在接口a处因是点接触，此种接触电阻很大，电流的热功率也很大，而其他部分电阻很小，电流的热功率也很小，所以接口处已被熔化，而其他部分并不是很热。 【点睛】涡流现象产生的热效应取决于产生电流的强弱及电阻的大小，而电流的强弱又取决于感应电动势的大小，感应电动势的大小又受线圈交变电流变化快慢的影响，即受交变电流频率的影响。 20．（1）；（2） 【详解】（1）导体棒到达位置时处于平衡状态，根据受力平衡有 根据欧姆定律可得 代入数据，解得 （2）导体棒从运动至的过程中，根据电磁感应定律可得导体棒中的平均电动势为 导体棒中的平均电流为 通过电阻R上的电荷量为 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $