第二章 电磁感应及其应用 模拟测试卷-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

第二章 电磁感应及其应用 (时间:60分钟　满分:100分) 一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确) 1.如图所示,在一个绕有线圈的铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水,给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温明显升高,则通入的电流与水温升高的是(　　) A.恒定直流、小铁锅 B.恒定直流、玻璃杯 C.变化的电流、小铁锅 D.变化的电流、玻璃杯 2.如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b,当一条形磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则(　　) A.a、b两环均静止不动 B.a、b两环互相靠近 C.a、b两环互相远离 D.a、b两环均向上跳起 3.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(　　) A. B. C. D. 4.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来;若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系的是(　　) 5.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,金属棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,金属棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　) A.金属棒的机械能增加量 　B.金属棒的动能增加量 C.金属棒的重力势能增加量 　D.电阻R上产生的热量 6.如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(　　) A.A、B两点在同一水平线上 B.A点高于B点 C.A点低于B点 D.铜环最终将做等幅摆动 7.如图所示电路中,自感系数较大的线圈L其直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带正电的是(　　) A.S闭合的瞬间 B.S断开的瞬间 C.S闭合电路稳定后 D.S闭合、向右移动滑动变阻器滑动片 8.如图所示,MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨,已知导轨足够长,且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。开始时,将开关S断开,让杆ab由静止开始自由下落,一段时间后,再将S闭合,若从S闭合开始计时,则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像可能是(　　) 二、填空题(本题共2小题,共18分) 9.(9分)下图为“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(要求滑动变阻器滑片向右移时,电阻减小)。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有: ①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流表指针将　　　　　　　　　　　　　　　; ②原线圈插入副线圈稳定后,将滑动变阻器滑动片迅速向左拉时,灵敏电流表指针　　　　　　　　　　　。 (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　　　　。  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 10.(9分)右图是测量磁感应强度的一种装置:把一个很小的测量线圈放在待测处,测量线圈平面与该处磁场方向垂直,将线圈跟冲击电流表G串联(冲击电流表是一种测量电荷量的仪器)。当用开关S使螺线管里的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N,线圈的面积为S,测量线圈的电阻为R,其余电阻不计。 (1)若已知用开关S使电流反向后,冲击电流表G测得的电荷量大小为q,则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为ΔΦ=　　　　(用已知量的符号表示)。  (2)待测处的磁感应强度的大小为B=　　　　。  三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 11.(13分)如图所示,在光滑的水平面上有一直径d=20 cm、电阻R=1 Ω、质量m=1 kg的金属圆环,以速度v=10 m/s向一有界匀强磁场滑动。匀强磁场方向垂直于纸面向里,B=0.5 T。从圆环刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环释放了32 J的热量。求: (1)此时圆环中电流的瞬时功率; (2)此时圆环的加速度。 12.(14分)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求: (1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I; (2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a; (3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P。 13.(15分)如图(a)所示,光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO'上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图像如图(b)所示。求: (a) (b) (1)磁感应强度B; (2)杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q。 参考答案 一、选择题 1.答案：C 解析：通入恒定电流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流。通入变化的电流时,所产生的磁场发生变化,在空间产生感生电场,铁锅是导体,感生电场在导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高。涡流是由变化的磁场在导体内产生的,所以小铁锅中的水温度明显升高,故C正确。 2.答案：C 解析：由楞次定律可知,当条形磁铁的N极向下靠近两环时,穿过两环的磁通量都增加,根据“来拒去留”可知两环将向两边运动,故选项C正确。 3.答案：B 解析：线圈中产生的感应电动势E=n=n··S=n·,选项B正确。 4.答案：C 解析：根据楞次定律,线圈进入磁场的过程,穿过线圈的磁通量增加,产生逆时针方向的感应电流,因为速度恒定,所以电流恒定,故A、D错误。离开磁场时,穿过线圈的磁通量减少,所以产生顺时针方向的电流,B错误,C正确。 5.答案：A 解析： 金属棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力。根据功能关系可知,力F与安培力做的功的代数和等于金属棒的机械能增加量,选项A正确。 6.答案：BD 解析：铜环在进入和穿出磁场的过程中,穿过环的磁通量发生变化,环中有感应电流产生,将损耗一定的机械能,所以A点高于B点。铜环的摆角会越来越小,最终出不了磁场,而做等幅摆动。 7.答案：BD 解析：S闭合电路稳定时,线圈两端没有电势差,电容器两板不带电;S闭合的瞬间,电流增大,线圈产生自感电动势的方向与电流方向相反,使B板带正电;S断开的瞬间或S闭合、向右移动滑动变阻器滑动片时,电流减小,线圈产生自感电动势的方向与电流方向相同,使A板带正电,B、D项正确。 8.答案：ACD 解析：设ab杆的有效长度为l,S闭合时,若F安=>mg,杆先减速再匀速,D项有可能。若F安==mg,杆匀速运动,A项有可能。若F安=<mg,杆先加速再匀速,C项有可能。由于v变化,-mg=ma中的a不恒定,故B项不可能。 二、填空题 9.答案：(1)见解析图　(2)①向右偏转一下　②向左偏转一下　(3)BD 解析：(1)如图所示。 (2)闭合开关,原线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏。依据楞次定律及灵敏电流表的指针偏转方向来判定,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;因电路不闭合,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,电路必须闭合,B、D正确。 10.答案：(1)　(2) 解析：当用开关S使螺线管中的电流反向时,测量线圈中产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律可得=N=N 由闭合电路欧姆定律得,测量电路中的平均电流为 流过电流表G的电荷量为q=·Δt 联立以上各式,解得ΔΦ=,B=。 三、计算题 11.答案：(1)0.36 W　(2)6×10-2 m/s2,方向向左 解析：(1)由能量守恒定律得=Q+ 圆环一半进入磁场时等效电路图如图所示, 已知r=,R总=R 而P= 联立可得P=0.36 W。 (2)根据牛顿第二定律得 a==6×10-2 m/s2 方向向左。 12.答案：(1)　(2)　(3) 解析：(1)感应电动势E=Bdv0 感应电流I=,解得I=。 (2)安培力F=BId 牛顿第二定律F=ma 解得a=。 (3)金属杆切割磁感线的速度v'=v0-v,则 感应电动势E'=Bd(v0-v) 电功率P=,解得P=。 13.答案：(1)2 T　(2)0.05 C 解析：(1)由题图(b)知,杆自由下落的距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2,则杆进入磁场时的速度 v==1 m/s 杆进入磁场时加速度 a=-g=-10 m/s2 由牛顿第二定律得mg-F安=ma 回路中的电动势E=BLv 杆中的电流I=,R并= F安=BIL= 得B==2 T。 (2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势 杆中的平均电流 通过杆的电荷量Q=·Δt 通过R2的电荷量q=Q=0.05 C。 10 学科网（北京）股份有限公司 $