第2章 电磁感应单元学能测评-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步练习册（人教版）浙江专用

重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 第二章 单 时间：60分钟 一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共 50分) 1.如图所示，下列说法错误的是(). 高频 交流 电源 铝框 A图甲所示电路中，若在线圈中放入铁芯，稳 定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗 B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交 流电时，线圈产生大量热量从而冶炼金属 C.图丙变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠 成能减小涡流 D.图丁中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针 偏转时起到了电磁阻尼的作用 2.杭州亚运村的座椅可以实现无线充电功能.在 无线充电技术中，感应充电是移动设备最成熟 和普及的方式.如图甲所示是一手机正水平放 置在感应充电器上充电的场景，手机不需连接 USB接口，放在充电器上即可匹配快速充电. 图乙是感应充电的简化原理图.下列说法正确 的是(). 手机输入线圈 充电器输出 线圈 甲 乙 A.当手机的重力大小等于充电器对它的支持 力大小时，手机输入线圈中的电流一定为0 34 (浙江专用) 元学能测评 满分：100分 B.感应充电的原理是电磁感应，图乙中充电器 输出线圈中的电流正在增大 C.手机输入线圈与充电器输出线圈中的交流 电频率不一定相等 D.如果两线圈用超导材料制作，充电的能量传 输效率有望达到100% 3.如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流 电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡， 下列说法正确的是(). b c E A.开关S闭合瞬间，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮 B.开关S闭合瞬间，a、b灯一样亮 C.开关S断开，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭 D.开关S断开瞬间，流过a灯的电流方向与断 开前相反 4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根 水平金属棒PQ以水平速度v抛出，金属棒在 运动中始终保持水平.不计空气阻力，在空中 运动过程中( ) A.P点电势高于Q点电势 B.Q点有大量的电子聚集 C.P点和Q点的电势差保持不变 D.P点和Q点的电势差越来越大 5.如图所示，弹簧上端固定、下端悬挂一个磁铁， 在磁铁正下方放置一个固定在桌面上的闭合 铜质线圈.将磁铁托起到某一高度后放开，磁 铁开始上下振动.不计空气阻力，下列说法正 确的是( A.磁铁振动过程中，线圈始终有 Liziizz 收缩的趋势 B.磁铁振动过程中，弹簧和磁铁 组成系统的机械能保持不变 C.磁铁远离线圈时，线圈对桌面 的压力小于线圈的重力 D.磁铁靠近线圈时，线圈与磁铁相互吸引 6.小飞同学研究如图甲、乙、丙、丁所示四种情况 下导体棒受到的安培力大小，其中磁感应强度 均为B。,方向垂直于纸面向里，纸面内放置水 平光滑导轨，间距均为d,且左端接一个相同 的电阻R,导体棒速度大小均为，图甲、丁中 速度方向水平向右，图乙中速度与竖直方向夹 角为60°，图丙导体棒与水平方向夹角为60°， 不计导轨以及导体棒的阻值.则导体棒受到安 培力最大的是( X X60 XX XXX A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 7.如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、 总电阻为r的金属圆环，其有一半在垂直于水 平面向上大小为B的匀强磁场中.圆环以与直 线边界MN的夹角为0(0<90)的初速度v进 人磁场时，则圆环() M-- …N 第二章电磁感应么出型 A.有逆时针方向的感应电流 B.先做直线运动，最终速度减为0 C.P、Q两端电压为BRusin0 D.受到安培力的大小为2 BRosin0)2 8.如图甲所示，圆心为O、半径为R的光滑绝缘 圆管道固定放置在水平面上，PM为圆的一条 直径，在P点静止放置一质量为m、电荷量为 十q的带电小球.t=0时刻开始，在垂直于圆 管道平面的虚线同心圆形区域内加一随时间 均匀变化的磁场，方向垂直于纸面向里，磁感 应强度大小随时间的变化如图乙所示，t=to 时刻小球第一次运动到M点.下列说法正确 的是( B 甲 A.顺着磁感线方向看，小球沿顺时针方向运动 Bt。时刻磁感应强度的大小为2πm qto C.管道内产生的感生电场场强大小为2πmR qto D.时刻小球对轨道的压力大小为2rmR t场 9.直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中 受到安培力的作用而运动.如图所示为使用直 流电动机提升重物的示意图，间距为L的平行 导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为 E、内阻为r的直流电源，导轨电阻不计；质量 为mo、长为L的导体棒ab垂直导轨放置，导 体棒ab的电阻不计，其中心通过绝缘细线绕 过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量 为m的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉 力，导体棒ab与滑轮间的细线水平.整个装置 处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀 35 重难点手册高中物理选择性必修第二册 强磁场中.已知导体棒ab距离导轨左端足够 远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加 速度为g,不计一切摩擦.闭合开关S后，下列 说法正确的是( m A.重物向上做匀加速直线运动 B.导体棒最终的速度大小为BL一B乙 E mgr C.要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功 率最大，则重物的质量应为BLE rg D.重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程 中，安培力对导体棒做的功等于系统增加的 机械能与回路产生的焦耳热之和 10.如图所示，水平放置的光滑平行导轨间距为 L,定值电阻的阻值为R,其余电阻忽略不计， 电容器的电容大小为C,整个装置处于垂直 于导轨平面向上的匀强磁场中（图中未画 出)，磁场的磁感应强度大小为B.开关S闭 合，金属棒在水平向右的外力作用下开始运 动，在运动过程中金属棒始终与导轨保持垂 直，当金属棒速度大小达到时，立即断开开 关S,并改变水平外力使金属棒始终做匀速运 动.在某个时刻，外力功率恰好为定值电阻功 率的两倍，则从开关S断开到此时刻的过程 中，外力所做的功为(). R A.B2L2v2C BBLvC C.B'LvC D.3BL'v'C 二、实验题（本题共2小题，共20分） 11.(8分)(2025·浙江1月卷)在“探究影响感应 36 (浙江专用) 电流方向的因素”实 验中，当电流从“一” 接线柱流入灵敏电流 表，指针左偏；从“G” 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 (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)： 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Go D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在 图中线圈外 12.(12分)我们可以通过实验探究电磁感应现象 中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规 律.以下是实验探究过程的一部分， 甲 电西可 丙 (1)如图甲所示，当磁体的N极向下运动时， 发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生 感应电流的方向，必须知道 (2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电 流表指针向右偏转.电路稳定后，若向右 移动滑动变阻器的滑片，此过程中电流表 指针向」 偏转，若将线圈A抽出， 此过程中电流表指针向 偏转（均 填“左”或“右”). (3)某同学按图丙所示电路完成探究实验，在 完成实验后未断开开关，也未把A、B两 线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然 被电击了一下，则该同学被电击是在拆除 (填“A”或“B”)线圈所在电路时 发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆 除电路前应 (填“断开开关”或 “把A、B线圈分开放置”). 三、计算题（本题共2小题，共30分） 13.(15分)如图所示，匝数N=1000、截面积 S=1.0×10-2m2、电阻r=0.52的线圈内 有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增 加的匀强磁场B1,其变化率k=0.3T/s.线 圈通过开关S连接两根间距L=50cm、倾角 0=30°的平行金属导轨，下端连接阻值R= 12的电阻.一根阻值也为12、质量m=4× 10一2kg的导体棒ab垂直放置于导轨上.在 平行金属导轨区域内仅有垂直于导轨平面向 上的不随时间变化的匀强磁场B2.接通开关 S后，导体棒aαb恰好能静止在金属导轨上.假 设导体棒αb与导轨接触良好，不计摩擦阻力 和导轨电阻.求： R (1)导体棒ab所受安培力F的大小； (2)线圈产生的感应电动势大小； (3)磁感应强度B2的大小. 第二章电磁感应出型 14.(15分)为了提高能源的利用率，目前国内外 的城市轨道交通车辆中，大都采用再生制动 方式，即将列车a制动产生的电能转化为待 启动状态的列车b的动能，城市轨道交通的 启停过程原理如图所示，两足够长粗糙平行 金属直导轨MN、PQ的间距为L=0.5m,固 定在同一水平面内，轨道平面内存在磁感应强 度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场， 质量为m=0.5kg、电阻为R=0.52、长也 为L=0.5m的均匀金属棒a,水平放置在两 直导轨上.t=0时，开关S与1接通，恒流源 (提供的电流大小恒为4A)与金属棒a连接， 金属棒a从静止开始向右做匀加速运动，t1 =4s时刻，将开关S掷向2接通阻值为R。= 0.52的定值电阻，同时对金属棒a施加外力 F,使金属棒a做匀减速运动，在t2=6s时刻 金属棒a减速至0，已知金属棒与导轨间的动 摩擦因数为4=0.2，忽略导轨的电阻、金属棒 的可能形变，金属棒均与导轨始终接触良好， 重力加速度大小为g=10m/s2. 恒流源R Q (1)求t1=4s时刻，金属棒a的速度的大小； (2)求4~6s时间内，外力F随金属棒a的速度 变化的关系式（以水平向左为正方向）； (3)若在t2=4s时刻断开S,同时在金属棒a 的右侧足够远处无初速度地平放上金属 棒b(未画出)，金属棒b与金属棒a完全 相同，其经过时间△t=0.8s,金属棒b的 速度达到最大值，则金属棒b获得的最大 速度是多少？ 37重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 11.B【解析】该电路中，当开关S断开时，整个电路均断 开，则不能给电池充电，选项A错误；该电路中，当S 闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时，L产 生自感电动势阻碍电流减小，L相当于电源，电源U 与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极 管能导电，从而实现给高压充电，选项B正确；该电路 中，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断 开时，L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U 加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项C 错误；该电路中，当S闭合时稳定时，线圈L中有电流 通过，但当S断开时，电源U也断开，只有L产生的 自感电动势相当于电源加在充电电池两端，则不能实 现给高压充电，选项D错误.故选B 12.D【解析】线圈中电流I(t)的减小将在线圈内产生自 感电动势，故：=一L-R,其中L代表线圈的自盛 系数，有L一号，在计算通过线圈的磁通量D时，以导 线附近即1处的B为最大，而该处B又可把线圈当 成无限长载流导线所产生的，根据题意B=kI,则L= S=kr,根据电阻定律有R=p =p联立解 得△I= 21p△_2×100×1026×365×24×3600 kr2r号10-4×3.14×102×(10-3)2 2×105A,e=2X10-0V,则线圈的感应电动势大小 的数量级和一年后电流减少量的数量级分别为 100V,105A.故选D. 第二章单元学能测评 1.B【解析】题图甲所示电路中，若在线圈中放人铁芯， 线圈的感抗变大，通过灯泡的电流变小，灯泡会比没有 铁芯时更暗，故A选项不符合题意；题图乙是真空冶炼 炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属中产生涡流， 金属中产生大量热量从而冶炼金属，故B选项符合题 意；题图丙中变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成 能减小涡流，故C选项不符合题意；题图丁中，磁电式 仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时，铝框的磁通量发 生变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快 停止摆动，起到了电磁阻尼的作用，故D选项不符合题 意.故选B. 2.B【解析】当充电器输出线圈中的交流电为0时，充电 器输出线圈的磁感应强度为0，但此时手机输人线圈中 20 (浙江专用) 的电流最大，而这瞬间手机不受安培力，此时手机的重 力等于充电器对它的支持力大小，故A错误；根据右手 螺旋定则可知，手机输入线圈中的磁场方向与充电器 输出线圈中的磁场方向相反，则根据楞次定律可知，充 电器输出线圈中的磁场正在增强，即电流正在增大，故 B正确；手机输入线圈的交流电频率等于充电器输出 线圈中的交流电频率，故C错误；如果两线圈用超导材 料制作，虽然不会有热损耗，但仍会存在漏磁，所以充 电的能量传输效率不能达到100%，故D错误.故选B. 3.C【解析开关S闭合瞬间，b、c灯立即亮，a灯由于与 自感线圈串联，而自感线圈会产生自感电动势，阻碍电 流的通过，因此a灯逐渐变亮，故A、B错误；开关S断 开，c灯处于断路状态，立即熄灭，而a、b灯与自感线圈 串联构成闭合回路，因自感线圈在开关S断开瞬间，产 生自感电动势，阻碍电流的减小，所以a、b灯逐渐熄 灭，故C正确；开关S断开瞬间，流过a灯的电流方向 仍与未断开前相同，而流过b灯的电流方向与断开前 相反，故D错误.故选C. 4.C【解析】金属棒切割磁感线产生感应电流，根据右手 定则判断得知，感应电动势方向为P→Q,则Q点的电 势高于P点的电势，故A错误；P点的电势较低，则P 点有大量的电子聚集，故B错误；由于金属棒PQ做平 抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分 速度保持不变，则E=BLw。,则P点和Q点的电势差 保持不变，故C正确，D错误.故选C. 5.C【解析】根据题意可知，磁铁靠近线圈时，穿过线圈 的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由楞次定律可 知，线圈有收缩的趋势，线圈与磁铁相互排斥，线圈对 桌面的压力大于线圈的重力；磁铁远离线圈时，穿过线 圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，由楞次定律可 知，线圈有扩大的趋势，线圈与磁铁相互吸引，线圈对 桌面的压力小于线圈的重力.整个过程中，由于线圈中 产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律可知 弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小.故选C 6.C【解析】题图甲中根据法拉第电磁感应定律有E= BMo,电流为1=是，安培力大小为下=B1-B, R 题图乙中根据法拉第电磁感应定律有E=Bdusin60°， 电流为I景，安培力大小为F=BBd6心， R 题图丙中根据法拉第电磁感应定律有E=B C0s3000, B2d2v 电流为1R安培力大小为F=BI30Rc30 一B,题图丁中的有效长度与速度方向的夹角垂 直，结合上述分析可知题图丁中的安培力小于题图丙中 的安培力，所以题图丙中的安培力最大.故选C 7.C【解析】圆环进入磁场时，其穿过磁感应强度为B 的匀强磁场的面积增大，按楞次定律增反减同可知感 应电流应为顺时针方向，A错误；由于环的速度可以分 解为沿边界MN方向与垂直于边界两部分，沿边界方 向不改变环在磁场中的面积，不产生感应电动势，也无 安培力，只有垂直于边界的分速度会因感应电流受到 安培力而逐渐减小到0，但沿边界方向的分速度不变， 因此最终环的速度不会减为0而停下，B错误；求P、Q 两点间的电势差，可视作直径PQ在磁场中以垂直于 该直径的分速度vsin0切割磁感线，若整条直径2R都 在匀强磁场中，则产生的感应电动势为E轻=B·2R· osin0,但实际只有半个圆环在磁场中，相当于有效长 度减半，故UQ=BRusin0,C正确；感应电流I=E乐- 2BRsi血日，半圆导体在匀强磁场中受到的安培力大小 F-BIX2R-BX2BRusin 0x2R-4B'R'usin 0,D 误故选C 8.C【解析】磁场方向垂直于纸面向里且随时间均匀增 大，可知感生电场沿逆时针方向，小球带正电，所以在 电场力作用下沿逆时针方向运动，故A错误；感生电场 沿管道切线方向，小球在0~t。时间内沿切线方向做加 速运动，则有5=ma,R=?a,联立解得感生电 场场强大小为E华=2π，根据法拉第电磁感应定律 gto 有U=B U R,又E感一2R联立解得t时刻磁感应 强度的大小为B=4”,故B错误，C正确；o时刻小 gto 球的速度大小为v=ato,根据牛顿第二定律可得quB一 N=m发，联立解得N=红m, 02 ,根据牛顿第三定律 可知t。时刻小球对轨道的压力大小为4m,故D错 t场 练习册参考答案与解析值型 误.故选C. 9.B【解析】导体棒向左运动时会产生与直流电源相反 的感应电动势，初始，导体棒向左加速运动，随着导体 棒速度的增大，回路中的电流减小，根据牛顿第二定律 可知，导体棒向左做加速度减小的加速运动，最终达到 匀速，设稳定时导体棒的速度大小为，则回路中的电 流1=E一BL,最终重物受力平衡，则有BL=mg,解 得。品器放A指误，B正确：直流电源的输出 功本为P=1-P=-(1-号》'+系则当1 号时，直流电源的输出功率最大，根据BL=mg,解得 ,=BL卫，故C错误；重物从静止出发到刚好做匀速运 m2rg 动的过程中，对导体棒和重物组成的整体，只有安培力 和重物的重力做功，由功能关系可知，安培力对导体棒 所做的功等于导体棒和重物组成的整体增加的机械 能，故D错误.故选B. 10.B【解析】断开开关S,改变水平外力使金属棒以速 度做匀速运动，电容器与定值电阻串联，电容器不 断充电，设所求的电容器两端的电压为Uc,根据闭合 电路欧姆定律得E=BLx=IR十Uc,水平外力F与 安培力F安=BIL等大反向，水平外力F的功率为 Ps=Fu=BILo,定值电阻的功率为PR=IR,当PF =2PR时有BIL=2IR,联立解得此时电容两端电 压为U。=?BL0,应用微元法，从开关断开到此刻外 力所做的功为W=BIL(w△)=BLx(I△x) BL网，由电容定义式可得g=CU。=合CBL,联立 解得W=2CBL2t,故选B. 11.(1)向上拔出(2)BC 【解析】(1)由题图可知，灵敏电流计指针左偏，可知感 应电流从“一”极流入，根据楞次定律可知，螺线管中 产生的感应电流俯视图为顺时针，可知磁铁的N极向 上拔出. (2)磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一 定增加，指针偏角不一定会增大，选项A错误；增大 (1)中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏 21 重难点手册高中物理选择性必修第二册 角会增大，选项B正确；减小电流计的量程，即将导线 从接线柱G1移接到G,可知电流计指针偏角变大， 选项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，电流计指针偏角不变， 选项D错误.故选B、C 12.(1)电流表指针偏转方向与电流方向间的关系 (2)左；左(3)A;断开开关 【解析(1)如题图甲所示，当磁体的N极向下运动时， 发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流 的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间 的关系。 (2)如题图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈 B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若 向右移动滑动变阻器的滑片，通过线圈A的电流减 小，磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减少，电流 表指针向左偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁 通量减少，电流表指针向左偏转. (3)在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和 铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然 减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电 动势，进而会突然被电击一下，为了避免此现象，在拆 除电路前应断开开关， 13.(1)导体棒恰好静止在滑轨上， 对导体棒受力分析如图所示，有 F=mgsin30°，解得F=0.2N. (2)线圈中产生的感应电动势E =N是-v出S,解得E=3V △t (3)外电路为导体棒和电阻R并联，R=2R一 0.5,导体棒两端的电压U= R并E=1.5V,流 R并十r 过号体搭的电流1-只=-15A则B是-一合工 14.(1)金属棒a在磁场中受到的安培力F,=BIL=1× 4X0.5N=2N,根据牛顿第二定律有F1一mg= ma1,解得a1=2m/s2,金属棒a在4s末的速度v =a1t1=8m/s. (2)此时将开关S掷向2，金属棒a做匀减速运动，在t2 =6s时刻金属棒a减速至0，可知加速度大小a2= 0-01 =4m/s2,方向向左，根据牛顿第二定律有 △t2 22 (浙江专用) F+omg+BL=m:,又I-RR联立解得F 1-0.25v(N)(0w8m/s). (3)金属棒b的速度达到最大，加速度为0，则有 BL（:一）=mg,对a,由动量定理有-BIL△ 2R 一mg△t=mwa一mw1,对b,由动量定理有BIL△t一 mg△t=mwb,联立解得v,=0.4m/s. 第三章交变电流 第1节交变电流 1.D【解析】交变电流的方向随时间做周期性变化，题图 A、B、C中的电流均为交变电流；题图D中电流大小虽 然在做周期性变化，但方向不变，是直流电，不是交变 电流.故选D. 2.A【解析】题图所示位置穿过线圈的磁通量最小，根据 电磁感应定律可知磁通量变化率最大，感应电动势最 大，故A正确，B、C错误；线圈平面与磁感线垂直时，线 圈中的感应电流方向发生改变，故题图所示位置线圈 中的感应电流方向未发生改变，故D错误.故选A 3.B【解析】题图甲中只有一个电刷，线圈在匀强磁场中 转动，得到的是直流电，A错误；题图乙中虽然只有一 半线圈处于磁场中，但线圈转动得到的是正弦交流电， B正确；题图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感 应电动势大小不变，得到的不是正弦交流电，C错误； 题图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向，线圈不切割磁 感线，感应电动势为0，感应电流为O,D错误.故选B. 4.A【解析】此时穿过线框的磁通量为Φ1=B·Ssin30° =号BS,故A正确；题图中的位置，线框的磁通量减 小，根据楞次定律及右手螺旋定则，感应电流的方向为 N→K→L→M→N,故B错误；线框绕固定轴转动了 120后，磁通量为，=B·Ssn30°=号BS,所以磁通 量变化为0，故C错误；线框平面转到中性面时，即线 框平面与磁场方向垂直，则没有任何边切割磁感线，所 以感应电动势为0，故D错误.故选A 5.D【解析】中性面垂直于磁感线，题中该位置与中性面 垂直，故A错误；在题中该位置，线框切割磁感线的速 度最快，其瞬时感应电动势最大，故B错误；在中性面 位置穿过线圈平面的磁通量最大，题中该位置与中性