章末达标检测2 电磁感应（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

(本卷满分：100分) 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。 1．如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若(　　) A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析　根据楞次定律，当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A、B错误；当金属圆环向左移动时，穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律可以知道，产生的感应电流为顺时针，故选项C错误；当金属圆环向右移动时，穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强，故根据楞次定律可以知道，产生的感应电流为逆时针，故选项D正确。 答案　D 2．如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法正确的是(　　) A．电流计中的电流先由a到b，后由b到a B．a点的电势始终低于b点的电势 C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 解析　在磁铁进入螺线管的过程中，螺线管磁通量增大，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由b流向a；在磁铁穿出螺线管下端的过程中，磁通量减小，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由a流向b，则a点电势先低于b点电势，后高于b点电势，故A、B错误；磁铁减少的重力势能转化为内能和磁铁的动能，C错误；磁铁刚离开时，由楞次定律“来拒去留”可知，磁铁受到的合外力小于重力，D正确。 答案　D 3．如图所示，先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且v1＝2v2，则在先后两种情况(　　) A．线框中的感应电动势之比E1∶E2＝2∶1 B．线框中的感应电流之比I1∶I2 ＝1∶2 C．线框中产生的热量之比Q1∶Q2＝1∶4 D．通过线框某截面的电荷量之比q1∶q2＝2∶1 解析　根据E＝Blv∝v以及v1＝2v2可知，选项A正确；因为I＝∝E，所以I1∶I2＝2∶1，选项B错误；线框中产生的热量Q＝I2Rt＝t＝·＝∝v，所以Q1∶Q2＝2∶1，选项C错误；根据q＝＝，q1∶q2＝1∶1可知，选项D错误。 答案　A 4．弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，将磁铁抬到某一高度放下，磁铁能上下振动较长时间才停下来，如图甲所示。如果在磁铁下端放一个固定的铁制金属圆环，使磁铁上、下振动穿过它，能使磁铁较快地停下来，如图乙所示。若将铁环换成超导环如图丙所示，可以推测下列叙述正确的是(　　) A．放入超导环磁铁机械能转化成一部分电能，而电能不会转化为内能，能维持较大电流，从而对磁铁产生更大阻力，故超导环阻尼效果明显 B．放入超导环，电能不能转化为内能，所以，没有机械能与电能的转化，超导环不产生阻尼作用 C．放入铁环后，磁铁的机械能转化为电能，然后进一步转化为内能，磁铁机械能能迅速地转化掉，具有阻尼效果 D．放入铁环时，磁铁的机械能转化为热能，损失掉了，能起阻尼作用 解析　放入超导环时，磁铁向下运动时，机械能转化成一部分电能，而电能不会转化为内能，在磁铁向上运动过程中，又转化回机械能，不能起阻尼作用，A、B均错。而放入铁环后，能将机械能转化为电能，电能又进一步转化为内能，具有阻尼效果，C对，D错。 答案　C 5．如图所示，由均匀导线制成的、电阻为R、半径为r的圆环，以v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点的电势差为(　　) A．Brv　　　　　　　 B．Brv C．Brv D．Brv 解析　整个圆环电阻是R，其外电阻是圆环的，而磁场内切割磁感线有效长度是r，其相当于电源，E＝B·r·v，根据欧姆定律可得U＝E＝Brv，D正确。 答案　D 6．A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，圆心位置相同，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环所在的平面，如图所示。在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，下列说法正确的是(　　) A．两导线环内所产生的感应电动势相等 B．A环内所产生的感应电动势大于B环内所产生的感应电动势 C．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶4 D．流过A、B两导线环的感应电流的大小之比为1∶1 解析　某一时刻穿过A、B两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，设磁场区域的面积为S，则Φ＝BS，由E＝＝S(S为磁场区域面积)，对A、B两导线环，有＝1，所以选项A正确，B错误；I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝＝，选项C、D错误。 答案　A 7．如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘以角速度ω逆时针匀速转动，下列说法正确的是(　　) A．回路中不会产生感应电流 B．回路中会产生大小不变、方向变化的感应电流 C．回路中电流的大小和方向都周期性变化，周期为 D．回路中电流方向不变，从b导线流进电流表 解析　圆盘转动可等效看成无数径向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径，由右手定则可知，每个导体的电流方向均从边缘指向圆心，即回路中电流方向不变，从b导线流进电流表，A错误，D正确；铜盘转动产生的感应电动势为E＝BL2ω，L为径向半径，B、L、ω不变，则E不变，感应电流大小为I＝，可知电流大小恒定不变，B、C错误。 答案　D 8．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是(　　) 解析　由题图可知0～L，没电流；L～2L，切割长度逐渐变大，电动势逐渐变大，电流逐渐变大；2L～3L，左边切割，长度逐渐变大，且电流反向。综上C正确。 答案　C 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。 9．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电感，且自感系数L很大。C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是(　　) A．S闭合时，A灯亮后逐渐熄灭，B灯逐渐变亮 B．S闭合时，A灯、B灯同时亮，然后A灯变暗，B灯变得更亮 C．S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯立即熄灭 D．S闭合，电路稳定后，S断开时，A灯突然亮一下，然后熄灭，B灯逐渐熄灭 解析　当S闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，L相当于断路，电容C较大，相当于断路，当电流稳定时，L短路，电容C断路，故A灯先亮后灭，B灯逐渐变亮；当S断开时，灯泡A与自感线圈L组成了闭合回路，灯泡A中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡B组成闭合回路，电容器放电，故灯泡B逐渐熄灭，故选项A、D正确。 答案　AD 10．如图甲所示，电阻不计且间距L＝1 m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2 Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆ab进入磁场时的速度v0＝1 m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，g取10 m/s2，则(　　) A．匀强磁场的磁感应强度为2.0 T B．杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s C．杆ab下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J D．杆ab下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C 解析　当金属杆进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b。由题图乙知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小a1＝10 m/s2，方向竖直向上。由牛顿第二定律得BI1L－mg＝ma1，其中I1＝＝，代入数据解得B＝2.0 T，故A正确；当a＝0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有mg－BIL＝0，其中I＝，联立得v＝0.5 m/s，故B错误；从开始到下落0.3 m的过程中，由能量守恒定律有mgh－Q＝·mv2，代入数据得Q＝0.287 5 J，故C错误；金属杆自由下落高度为h0＝＝ 0.05 m，金属杆下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为q＝IΔt＝·Δt＝·Δt＝＝，代入数据得q＝0.25 C，故D正确。 答案　AD 11．(2024·吉林卷)如图，两条“”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，左、右两导轨面与水平面夹角均为30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。ab、cd的质量分别为2m和m，长度均为L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度大小为g，两棒在下滑过程中(　　) A．回路中的电流方向为abcda B．ab中电流趋于 C．ab与cd加速度大小之比始终为2∶1 D．两棒产生的电动势始终相等 解析　由于ab和cd均沿导轨下滑，则通过abcd回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，回路中的电流方向为abcda，A正确；初始时，对ab和cd分别受力分析，如图所示，根据牛顿第二定律分别有2mg sin 30°－2BIL cos 30°＝2ma1、mg sin 30°－BIL cos 30°＝ma2，可得a1＝a2＝－，则ab与cd加速度大小之比始终为1∶1，C错误；当加速度趋于零时，两导体棒中的电流趋于稳定，结合C项分析可知，ab中的电流趋于，B正确；由于ab和cd加速度大小始终相等，则两导体棒的速度大小始终相等，则由法拉第电磁感应定律可知两导体棒产生的感应电动势大小之比始终为2∶1，D错误。 答案　AB 12．在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列说法正确的是(　　) A．磁感应强度B0＝ B．线框中感应电流为I＝2 C．线框cd边的发热功率为P D．a端电势高于b端电势 解析　由题图乙可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框ab边的发热功率为P＝，感应电动势E＝S＝·＝，所以B0＝，A错误；由P＝I2R可得线框中的感应电流I＝2，B正确；cd边电阻等于ab边电阻，而两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C正确；由楞次定律可判断，线框中感应电流方向为adcba方向，磁场中线框部分为等效电源，因此a端电势比b端电势低，D错误。 答案　BC 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(6分)(2025·浙江1月卷)在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则 (1)此时磁铁的运动状态是________。(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”) (2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________。(多选，填字母) A．磁铁静止，向上移动线圈 B．增大(1)中磁铁运动速度 C．将导线从接线柱“G1”移接至接线柱“G0” D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 解析　(1)由题图可知，灵敏电流表指针左偏，由题意知此时电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，根据楞次定律和安培定则可知，螺线管中产生的感应电流方向为顺时针(俯视)，可知磁铁的N极向上拔出。 (2)磁铁静止，向上移动线圈，产生的感应电流不一定增加，则指针偏转角度不一定增大，A错误；增大(1)中磁铁运动速度，产生的感应电动势会增加，指针偏转角度增大，B正确；将导线从接线柱“G1”移接到“G0”，电流表接入电路的电阻变小，回路中的电流变大，可知指针偏转角度增大，C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，指针偏转角度不变，D错误。 答案　(1)向上拔出　(2)BC 14．(8分)如图为研究电磁感应现象的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有： ①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______________； ②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针______________。 (3)在做研究电磁感应现象实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。(多选，填字母，下同) A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C．不能用楞次定律判断感应电动势方向 D．可以用楞次定律判断感应电动势方向 (4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为______。 A．原线圈通入顺时针方向的电流，且正从副线圈中取出 B．原线圈通入顺时针方向的电流，且其中铁芯正被取出 C．原线圈通入顺时针方向的电流，且将滑动变阻器阻值调小 D．原线圈通入逆时针方向的电流，且正在断开电源 解析　(1)如图所示。 (2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。 (3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。如电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向。要产生感应电流，电路要求必须闭合，故答案选BD。 (4)副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小)，肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加)，则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。 答案　(1)见解析图　(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下　(3)BD　(4)AB 15．(8分)(2025·广东佛山高二校联考)如图所示，两条相距l、电阻不计的光滑平行金属导轨位于水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻。一金属棒垂直置于两导轨上，接入电路部分的电阻为r；在导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B0＝kt(k＞0)，式中k为常量；在金属棒右侧有一匀强磁场，左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁感应强度大小为B1，方向垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动，金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好。求： (1)0～t0内，通过电阻R的电荷量q； (2)0～t0内，电阻R的发热量Q； (3)金属棒所受水平恒力F的大小。 解析　(1)根据法拉第电磁感应定律有E0＝＝kS 回路中感应电流为I＝＝，又因为q＝It0，所以q＝。 (2)发热量Q＝I2Rt0，解得Q＝。 (3)动生电动势E1＝B1lv0 感生电流和动生电流同时存在且方向相同，所以总电动势E＝E0＋E1 感应电流大小I＝ 安培力大小F安＝B1Il 金属棒匀速则F＝F安 联立可得F＝。 答案　(1)　(2) (3) 16．(8分)(2025·江苏淮安期中)如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN、PQ是匀强磁场区域的上、下水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落(bc边始终与MN平行)，并以此时为计时起点，图乙是金属线框由开始下落到离开匀强磁场的过程中，线框中感应电流随时间变化的i­t图像(图中t1、t2、t3未知)。已知金属线框边长为L，质量为m，开始下落时bc边距离边界MN的高度为h，匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，不计空气阻力。求： (1)bc边进入匀强磁场区域时，bc两点间电压； (2)金属线框电阻R； (3)在t1～t3时间内，金属线框产生的热量Q。 解析　(1)线框进入磁场前做自由落体运动，则有v2＝2gh 解得bc边进入匀强磁场区域时的速度大小为 v＝ bc边进入匀强磁场区域时产生的电动势为 E＝BLv＝BL 则bc两点间电压为Ubc＝U外＝E＝。 (2)根据i­t图像可知，线框进入磁场区域过程做匀速运动，根据受力平衡可得 F安＝mg，又F安＝BIL，I＝ 联立解得金属线框电阻为R＝。 (3)从i­t图像可知，线框匀速进入磁场，并匀速离开；根据能量守恒可知，在t1～t3时间内，线框中产生的热量Q等于线框bc边进入磁场至ad边离开磁场的过程中线框减少的重力势能，则有Q＝2mgL。 答案　(1) 　(2)　(3)2mgL 17．(14分)(2025·安徽卷)如图所示，平行光滑金属导轨被固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好(发射前导体棒与导轨不接触)，不计空气阻力和导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响。求： (1)第1根导体棒刚进入磁场时，所受安培力的功率； (2)第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，其横截面上通过的电荷量； (3)从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量。 解析　(1)第1根导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势为E ＝BLv0 则此时回路的电流为I＝ 此时导体棒受到的安培力F安 ＝BIL 此时导体棒受安培力的功率 P＝F安v0＝。 (2)第2根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，根据动量定理有－BL·Δt＝0－mv0 其中·Δt＝q 解得q＝。 (3)由于每根导体棒均以初速度v0进入磁场，速度减为0时被锁定，则根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为Q＝mv02 第1根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 QR1＝·Q 第2根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 QR2＝··Q 第3根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 QR2＝··Q 第n根导体棒进入磁场到速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的热量 QR2＝··Q 则从第1根导体棒进入磁场到第n根导体棒速度减为0的过程中，导轨右端定值电阻R上产生的总热量QR ＝ QR1＋QR2＋QR3＋…＋QRn 通过分式分解和观察数列的“望远镜求和”性质，得出QR＝·Q＝，n ＝ 1，2，3，… 答案　(1)　(2) (3)，n ＝ 1，2，3，… 18．(16分)(2024·安徽卷)如图所示，一“U”形金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为B＝kt(SI)，k为常数(k>0)。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t＝0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不影响。 (1)求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方向； (2)求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式； (3)求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 解析　(1)通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式为Φ＝BS＝kL2t 根据法拉第电磁感应定律得 E＝n＝＝kL2 由楞次定律可知ab中的电流从a流向b。 (2)根据左手定则可知ab受到的安培力方向垂直导轨面向里，大小为F安＝BIL，其中B＝kt 设金属棒向上运动的位移为x，则根据运动学公式x＝at2 所以导轨上方的电阻为R′＝2xr 由闭合电路欧姆定律得I＝ 联立得ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式为F安＝。 (3)由题知t＝0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，则对ab受力分析，由牛顿第二定律 F－mg－μF安＝ma，F安＝ 联立可得F＝＋m(g＋a) 整理有F＝＋m(g＋a)，根据均值不等式可知，当＝art时，F有最大值，故当 t＝时，F的最大值为 Fm＝＋m(g＋a)。 答案　(1)Φ＝kL2t　kL2　从a流向b (2)F安＝ (3)　＋m 学科网（北京）股份有限公司 $